用python实现一个基于Feistel结构分组密码,要求轮函数的设计要用到LFSR
时间: 2024-03-11 19:43:37 浏览: 114
好的,以下是一个基于Feistel结构和LFSR的分组密码的示例代码,使用Python语言实现:
```python
import random
# 定义Feistel函数
def feistel_function(L, R, round_key):
# 将L和R进行异或运算
xor_result = L ^ round_key
# 对异或结果进行LFSR加密
lfsr_result = lfsr(xor_result)
# 将加密结果与R进行异或运算
new_R = R ^ lfsr_result
# 返回新的L和R
return R, new_R
# 定义LFSR函数
def lfsr(seed):
# 定义LFSR的初始状态和反馈位
state = seed
feedback_bit = 0b100000001
# 对LFSR进行16次迭代
for i in range(16):
# 计算下一状态
feedback = state & feedback_bit
bit = (feedback >> 8) ^ (feedback & 0b1111111)
state = ((state << 1) & 0b111111111) | bit
# 返回LFSR加密后的结果
return state
# 定义轮函数
def round_function(data, key):
# 对数据和密钥进行LFSR加密
data_key = lfsr(data)
key_key = lfsr(key)
# 将加密后的结果进行异或运算
result = data_key ^ key_key
# 返回轮函数的结果
return result
# 定义Feistel加密函数
def feistel_encrypt(plaintext, key, rounds):
# 将明文分成左右两部分
L = plaintext >> 8
R = plaintext & 0b11111111
# 进行Feistel加密的轮数
for i in range(rounds):
# 调用轮函数进行加密
round_key = round_function(L, key)
# 调用Feistel函数进行加密
L, R = feistel_function(L, R, round_key)
# 更新密钥
key = lfsr(key)
# 将加密后的左右两部分进行拼接,并返回密文
return (L << 8) | R
# 定义Feistel解密函数
def feistel_decrypt(ciphertext, key, rounds):
# 将密文分成左右两部分
L = ciphertext >> 8
R = ciphertext & 0b11111111
# 进行Feistel解密的轮数
for i in range(rounds):
# 更新密钥
key = lfsr(key)
# 调用轮函数进行解密
round_key = round_function(L, key)
# 调用Feistel函数进行解密
L, R = feistel_function(L, R, round_key)
# 将解密后的左右两部分进行拼接,并返回明文
return (L << 8) | R
# 测试代码
if __name__ == '__main__':
# 随机生成一个明文和密钥
plaintext = random.randint(0, 0xffff)
key = random.randint(0, 0xff)
print("明文为:0x{:04x},密钥为:0x{:02x}".format(plaintext, key))
# 进行Feistel加密和解密
ciphertext = feistel_encrypt(plaintext, key, 8)
decrypted_text = feistel_decrypt(ciphertext, key, 8)
# 输出加密和解密后的结果
print("加密后的密文为:0x{:04x}".format(ciphertext))
print("解密后的明文为:0x{:04x}".format(decrypted_text))
# 检查解密后的明文是否和原明文相同
if decrypted_text == plaintext:
print("解密成功!")
else:
print("解密失败!")
```
在上述代码中,我们定义了Feistel函数、LFSR函数和轮函数,并在Feistel加密和解密函数中调用这些函数进行加密和解密。其中,轮函数的参数为数据和密钥,返回值为轮函数的结果。在Feistel加密和解密函数中,我们首先使用轮函数生成轮密钥,然后调用Feistel函数进行加密和解密,并更新密钥。在测试代码中,我们随机生成一个明文和密钥,并对明文进行Feistel加密和解密,最后检查解密后的明文是否和原明文相同。
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