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1、除DES加密算法之外的几种分组加密算法前言DES使用一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位（每组的第8位作为奇偶校验位），产生最大64位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为Feistel的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES使用16轮循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算，除了DES分组加密算法还有其他的集中分组加密算法，一下就介绍几种分组加密算法。1．AES加密算法 AES是分组密钥，算法输入128
2、位数据，密钥长度也是128位。用Nr表示对一个数据分组加密的轮数（加密轮数与密钥长度的关系如表1所列）。每一轮都需要一个与输入分组具有相同长度的扩展密钥Expandedkey(i)的参与。由于外部输入的加密密钥K长度有限,所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密和解密密钥。1.1圈变化 AES每一个圈变换由以下三个层组成: 非线性层——进行Subbyte变换； 线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算； 密钥加层——进行AddRoundKey
3、运算。①Subbyte变换是作用在状态中每个字节上的一种非线性字节转换,可以通过计算出来的S盒进行映射。②ShiftRow是一个字节换位。它将状态中的行按照不同的偏移量进行循环移位，而这个偏移量也是根据Nb的不同而选择的[3]。③在MixColumn变换中,把状态中的每一列看作GF(28)上的多项式a(x)与固定多项式c(x)相乘的结果。b(x)=c(x)*a(x)的系数这样计算:*运算不是普通的乘法运算,而是特殊的运算，即b(x)=c(x)·a(x)(modx4+1)对于这个运算b0=02。a0+03。a1+a2+a3令xtime(a0)=02。a
4、0其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。④密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。⑤根据线性变化的性质[1],解密运算是加密变化的逆变化。这里不再详细叙述。 1.2轮变化 对不同的分组长度，其对应的轮变化次数是不同的,如表1所列。1.3密钥扩展 AES算法利用外部输入密钥K(密钥串的字数为Nk),通过密钥的扩展程序得到共计4(Nr+1)字的扩展密钥。它涉及如下三个模块: ①位置变换(rotword)——把一个4
5、字节的序列[A,B,C,D]变化成[B,C,D,A]；②S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；③变换Rcon[i]——Rcon[i]表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。这里的x是（02），如Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 扩展密钥的生成：扩展密钥的前Nk个字就是外部密钥K；以后的字W[[ｉ]]等于它前一个字W[[i-1]]与前第Nk个字W[[i-Nk]]的“异或”,即W[[ｉ]]=W[[i-1]]W[[ｉ-Nk]]。但是若ｉ为N
6、k的倍数,则W[ｉ]=W[i-Nk]Subword(Rotword(W[[ｉ-1]]))Rcon[i/Nk]。AES的加密与解密流程如图1所示。2．DEA加密算法简介IDEA(InternationalDataEncryptionAlgorithm）在密码学中属于数据块加密算法（BlockCipher）类。IDEA使用长度为128bit的密钥，数据块大小为64bit。从理论上讲，IDEA属于“强”加密算法，至今还没有出现对该算法的有效攻击算法。早在1990年，XuejiaLai等人在EuroCrypt’90年会上提出了分组密码建议PES(Propos
7、edEncryptionStandard）。在EuroCrypt’91年会上，XuejiaLai等人又提出了PES的修正版IPES(ImprovedPES）。目前IPES已经商品化，并改名为IDEA。IDEA已由瑞士的Ascom公司注册专利，以商业目的使用IDEA算法必须向该公司申请许可。IDEA是一种由8个相似圈（Round）和一个输出变换（OutputTransformation）组成的迭代算法。IDEA的每个圈都由三种函数：模（216+1）乘法、模216加法和按位XOR组成。在加密之前，IDEA通过密钥扩展（KeyExpansion）将128b
8、it的密钥扩展为52Byte的加密密钥EK(EncryptionKey），然后由EK计算出解密密钥DK(De
