📄 ibm的mars加密算法实现(上).htm
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<TD width=120>[日期：<SPAN id=TimeLabel>2006-01-01</SPAN>]</TD>
<TD align=middle>来源：<SPAN id=SourceLabel><A
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target=_blank></A></SPAN> 作者：<SPAN id=AuthorLabel></SPAN></TD>
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<P align=center><B>IBM的MARS加密算法实现(上)</B><BR>作者:<A
href="mailto:hitwz@163.com">西安 吴真</A></P><A
href="http://www.vckbase.com/code/downcode.asp?id=1603">下载MARS加密算法实现代码</A>
<P><B>一、背景知识</B><BR><BR>1977年颁布的数据加密标准DES算法。其56位长的密码空间在芯片技术和计算技术高速发展的今天，越来越不适应安全需求。1997年9月美国国家标准技术研究所(NIST)提出了征求新的加密标准---AES
（Advanced Encryption
Standard）的建议，作为一种取代DES的二十世纪加密标准技术。其目标是：（1）执行速度快；（2）易于设计；（3）从大型计算机到智能IC卡（CPU卡）都可实现。1998年8月第一次AES会议（AES1）上，宣布了来自12个国家的15种候选AES算法。于1999年8月第二次AES会议（ARD2）上，从中筛选出5个候选算法:<BR><BR>Algorithm
Author(s)<BR>(1) MARS IBM (US)<BR>(2) RC6 RSA
Laboratories(US)<BR>(3) Rijndael John Danemen,Vincent
Rijmen(Belgium)<BR>(4) Serpent Ross Anderson(UK),Eli
Bihan(Israel),Lars Knudsen(Nornay)<BR>(5) Twofish Bruce
Schneier,John Kelsey,Doug Whiting,David Wagner,Chris Hall,Nids
Ferguson<BR><BR>经过大量的分析及评估后，NIST队伍最终选择了Rijndael。这是在考虑安全，性能，效率，易用和灵活等诸多方面做的一种权衡选择,正如NIST在其报告中称："所有这五种算法对AES都很安全".本文将介绍一下由IBM公司提出的MARS算法的原理和部分笔者编写的算法实现代码.<BR><BR><B>二、算法原理</B><BR><BR>密钥增加作为预白化处理，经8轮无密钥的向前混合，8轮有密钥的向前变换，8轮有密钥的向后变换，8轮无密钥的向后混合，以及作为后白化处理的密钥减法。16轮有密钥的转换称为密码核（cryptographic
core），无密钥的迭代使用两个8x32 bit
S-boxes、加、异或操作。此外，有密钥的迭代使用32-bit密钥乘法、数据相倚旋转和密钥加法。混合与核心迭代都被修改为Feistel结构的迭代，其中，1/4的数据块用于标识其它3/4的数据块。
<BR>约定:<BR>D[]
:存放4个32位明文的容器,在加密操作完成后用于存放密文<BR>K[]:存放40个32位密钥的容器<BR>S[]:s-box,512个32位的不同数组成,其中前256个由S0指出,后256个由S1指出<BR>所有的数组下标从0开始计数.<BR>本文中提及的加法是模232加,减法是模232减,乘法是模232乘<BR><<<表示循环左移<BR>^
表示按位异或<BR>%取模
<BR><B><BR>2.1密钥的生成</B><BR>MARS算法支持128~448位变长密钥,定义一个临时容器ULONG32
T[15]用于存放用户输入的密钥,<BR>T[0,1…n] = K[0,1…n]<BR>T[n] = n ;<BR>T[n+1,…14]
= 0 ;<BR>其中n是用户输入密钥的长度(4字节为单位).<BR>然后按照下面的算法进行操作:<BR><PRE>for ( j = 0 ; j < 4 ; j++)
{
for ( i = 0; i < 15 ;i++)
{
/*T[i] ^= ((T[(i-7)%15]^T[(i-2)%15])<<<3)^(4*i+j);*/
}
for ( r = 0 ; r < 4 ; r++)
{
for ( i = 0; i < 15 ;i++)
{
/*T[i] = T[i]+ S[low 9 bits of T[(i-1)%15]])<<<9;*/
}
}
for ( i = 0 ; i < 10 ; i++)
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