IDEA对称密码算法剖析.pdf

一，翅 实用第 ?‘日慧密集 IDEA对称密码算法剖析 敬茂华陶文金 摘 要：学习算法的一种非常有效的方法就是分析经典算法的代码实现。IDEA算法是一种 典型的对称密钥密码算法。是一种密钥长度为128位的分组密码算法，这种算法既可以用于 加密，也可以用于解密，具有代码量少、运行速度快、安全性高等特点。本文首先剖析了 IDEA算法原理，然后对基于Vc++的IDEA算法的c++实例进行了解析。 关键词：IDEA；对称密码；分组密码；C语言 1 引言 在图1中。每轮运算分为两部分。 第一部分是变换运算．其方法是采用加法及乘法运算将4 Data IDEA(International EncryptionAlgorithm：国际数据 个16位的子明文分组与4个子密钥混合，产生4个16位的输 加密算法)是1990年由瑞士联邦技术学院的XJ．IJai和Massey 出。具体的变换方法是： Standard：建议标准算法)的 提出的PES(ProposedEncryption (1)Xl和第一个子密钥进行乘法运算。 改进版本。于1992年命名为IDEA。IDEA对PES的抗差分分 (2)X2和第二个子密钥加法运算。 析的能力进行了强化处理，其安全性非常高，同一种算法既可 (3)X3和第三个子密钥加法运算。 以用于加密．又可以用于解密．其唯一的区别仅仅在于子密钥 (4)X4和第四个子密钥乘法运算。 的生成方法不同。IDEA算法在诸如邮件加密系统PGP等多种 然后将这4个16位输出进行两两配对，采用逻辑异或 商业产品中被广泛使用。 IDEA是一种分组长度为64位的分组密码算法．密钥长度 为128位。128位的密钥用于产生52个子密钥。在整个加密 过程中．总共需要进行8轮迭代运算，整个迭代过程需要48 X·X2 个子密钥。另外4个子密钥用于最终的64位密文的输出变换。 Z IEDA算法基于。相异代数群上的混合运算”的设计思想， 其迭代运算中采用了三种数学运算：16位整数的模2K加法运 算、16位分组的按位异或运算和16位整数的模2～l乘法运 算。为了叙述简洁。在后文中将直接称这三种运算为加法、乘 法和异或运算。这j种运算中的任何一对运算都不满足分配 律，也不满足结合律，这让它们的组合能对输入作出复杂的变 换．从而使得攻击者无法使用化简的方式来分析明文及密钥之 间的关系，因此。对IDEA算法的密码分析要比对只使用异或 运算的DES算法的分析要困难得多。 2算法原理及框架 Z IDEA的加密过程包括两个部分：明文到密文加密的8轮 迭代运算和子密钥的产生。 2．1 IDEA加密迭代运算 Y- 巧 巧 IDEA加密迭代运算过程如图1所示。输入的64位明文数 Xt16位明文子分组 Yi：16位密文