IDEA加密算法

來源：超時(shí)代軟件     更新時(shí)間：2014年12月30日 19:04:27

在IDEA 加密和解密過程中，明文和密文是分成 64 比特的塊來處理的，但密鑰寬度是 128 比特，加解密是依賴于下面的三種代數(shù)群的運(yùn)算，每個(gè)代數(shù)群都是 16 比特?cái)?shù)的運(yùn)算，其中包括：

 

• 兩個(gè)16 比特子塊的按位異或 (XOR) 運(yùn)算．
• 模加運(yùn)算，兩個(gè)整數(shù)相加后，對(duì) 216 取模，即忽略*高位進(jìn)位的加法．
• 模乘運(yùn)算，兩個(gè)數(shù)求積后，對(duì)費(fèi)馬數(shù) p=216 +1取模．

由于上面三種運(yùn)算的任意兩個(gè)運(yùn)算間不滿足分配律和結(jié)合律，使輸入之間實(shí)現(xiàn)了較復(fù)雜的組合運(yùn)算，圖 3.1 給出了IDEA 算法的加密過程，在 8 輪變換之后，緊接著是一個(gè)輸出變換．它們級(jí)聯(lián)起來完成一次完整的加密，算法的解密過程和加密過程相同，只是參與運(yùn)算的子密鑰塊小同，這個(gè)特性也被稱為加密和解密的相似性，從圖 3.1 可看出 IDEA算法包括 34 次16 位模乘和模加， 48 次異或運(yùn)算。

 

 

如圖3.1 所示， 64位的明文被分為 4 個(gè)16 比特的子塊，四個(gè)明文的子模塊被 52 個(gè)16 比特的密鑰轉(zhuǎn)換為 4 個(gè)16 比特的密文子塊，每輪變換使用 6 個(gè)密鑰子塊，第 r（ r=1,…,8）輪使用的密鑰為 Z1 (R)， … ，Z 6(R) ，若將輸出置換作為*后一輪，它用四個(gè)密鑰，標(biāo)記為 Z1 (9)， … ，Z 4(9) 用于加密和解密的 52個(gè)子密鑰是由用戶提供的 128 位密鑰產(chǎn)生的，加密的各輪密鑰是由原始密鑰向左依次作 25 比特的循環(huán)移位后抽取得到的，解密密鑰是由對(duì)應(yīng)的加密密鑰經(jīng)模逆運(yùn)算后產(chǎn)生的，假設(shè) Ki(r) 表示解時(shí)第 r輪的第i個(gè)密鑰，解密密鑰和加密密鑰具體關(guān)系如下：

由于解密密鑰產(chǎn)生的復(fù)雜性， IDEA 的加密速度快于解密。

在每一輪的核心中，包含有兩個(gè)模乘模塊和兩個(gè)模加模塊，這種結(jié)構(gòu)被稱為乘加(MA) 結(jié)構(gòu)，即圖3.1 中虛線標(biāo)注的部分，它是 IDEA 實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵非線性構(gòu)件，研究表明8輪迭代后能達(dá)到雪崩性的擴(kuò)散和混淆，因而它能抵抗差分分析。

 

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