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對稱密鑰密碼技術

來源:超時代軟件     更新時間:2012年01月10日 11:33:57

對稱(傳統)密碼體制是從傳統的簡單換位、代替密碼發展而來的。對稱密鑰密碼體制從加密模式上可分為序列密碼和分組密碼兩大類。

 

序列密碼

主要原理是通過有限狀態機產生性能優良的偽隨機序列,使用該序列加密信息流,(逐比特加密)得到密文序列。它的安全強度完全決定于它所產生的偽隨機序列的好壞。其優點是錯誤擴展小,速度快,利于同步,安全程度高。序列密碼產生的主要途徑之一是利用移位寄存器產生偽隨機序列。典型方法有:反饋移位寄存器,采用n階非線性反饋函數產生大周期的非線性序列;利用線性移位寄存器序列加非線性前饋函數,產生前饋序列;鐘控序列,利用一個寄存器序列作為時鐘控制另一寄存器序列(或自己控制自己)來產生鐘控序列,具有大的線性復雜度;組合網絡及其他序列,通過組合運用以上方法,產生更復雜的網絡,來實現復雜的序列,其的密碼性質理論上比較難控制。

 

分組密碼

主要原理是將明文分成固定長度的組(塊),如64比特一組,用同一密鑰和算法對每一塊加密并輸出固定長度的密文。例如DES密碼算法的輸入為64比特明文,密鑰長度56比特,密文長度64比特。設計分組密碼算法的核心技術是:通過簡單函數迭代若干圈得到復雜函數。對稱密鑰密碼系統具有加解密速度快、安全強度高等優點,在軍事、外交以及商業應用中使用越來越普遍。下面以實例,簡單說明對稱密碼的算法原理:本算法進行了16次迭代,把各明文塊交織起來與從密鑰中獲得的值混合。

 

(1)將明文分成N個64bit塊,對64bit的明文進行排列得到明文塊碼[SOURCEn,n(0...N+1)]。
(2)接下來,把明文SOURCE1分成兩個32bit的塊左右各32次,結果為SL、SR。
(3)將原始密鑰(KEY)被分成兩半(KEYL、KEYR)。
(4)將密鑰的每一半向左循環移位,然后重新合并、排列并擴展到48位(KEY1),同時保存分開的密鑰(KEYL、KEYR)供迭代使用。
(5)將明文右側的32位塊擴展到48位并重新排列,結果為SRl。
(6)將擴展到48位的密鑰(KEYl)與明文右側(SRl)進行XOR操作,并使用轉換函數將轉換成32位結果(Xl),再將Xl與明文左側32位(SL)進行XOR操作,得到結果x2。
(7)將SR和X2依次排列組成一個新塊SOURCENEWn。
(8)從第④步開始結合SOURCENEWn重復這一過程,共迭代15次,再將*終結果(64位)進行一次翻轉,得到64位的密文OBJECT1。
(9)取出SOURCE2,重復以上操作得到OBJECT2,…依此類推直到得到OBJECTn時為止。
(l0)整合SOURCEn[n(O...N+1)],得到加密報文。

 

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