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對稱密鑰密碼技術(shù)

發(fā)布源:深圳維創(chuàng)信息技術(shù)發(fā)布時(shí)間:2020-11-23 瀏覽次數(shù):

對稱(傳統(tǒng))密碼體制是從傳統(tǒng)的簡單換位、代替密碼發(fā)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(tài)機(jī)產(chǎn)生性能優(yōu)良的偽隨機(jī)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(qiáng)度完全決定于它所產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列的好壞。

其優(yōu)點(diǎn)是錯(cuò)誤擴(kuò)展小,速度快,利于同步,安全程度高。

序列密碼產(chǎn)生的主要途徑之一是利用移位寄存器產(chǎn)生偽隨機(jī)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(shù)產(chǎn)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(shù),產(chǎn)生前饋序列;鐘控序列,利用一個(gè)寄存器序列作為時(shí)鐘控制另一寄存器序列(或自己控制自己)來產(chǎn)生鐘控序列,具有大的線性復(fù)雜度;組合網(wǎng)絡(luò)及其他序列,通過組合運(yùn)用以上方法,產(chǎn)生更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的序列,其的密碼性質(zhì)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(shè)計(jì)分組密碼算法的核心技術(shù)是:通過簡單函數(shù)迭代若干圈得到復(fù)雜函數(shù)。

對稱密鑰密碼系統(tǒng)具有加解密速度快、安全強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),在軍事、外交以及商業(yè)應(yīng)用中使用越來越普遍。

下面以實(shí)例,簡單說明對稱密碼的算法原理:本算法進(jìn)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(gè)64bit塊,對64bit的明文進(jìn)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(gè)32bit的塊左右各32次,結(jié)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(huán)移位,然后重新合并、排列并擴(kuò)展到48位(KEY1),同時(shí)保存分開的密鑰(KEYL、KEYR)供迭代使用。

(5)將明文右側(cè)的32位塊擴(kuò)展到48位并重新排列,結(jié)果為SRl。

(6)將擴(kuò)展到48位的密鑰(KEYl)與明文右側(cè)(SRl)進(jìn)行XOR操作,并使用轉(zhuǎn)換函數(shù)將轉(zhuǎn)換成32位結(jié)果(Xl),再將Xl與明文左側(cè)32位(SL)進(jìn)行XOR操作,得到結(jié)果x2。

(7)將SR和X2依次排列組成一個(gè)新塊SOURCENEWn。

(8)從第④步開始結(jié)合SOURCENEWn重復(fù)這一過程,共迭代15次,再將*終結(jié)果(64位)進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn),得到64位的密文OBJECT1。

(9)取出SOURCE2,重復(fù)以上操作得到OBJECT2,…依此類推直到得到OBJECTn時(shí)為止。

(l0)整合SOURCEn[n(O...N+1)],得到加密報(bào)文。

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