具体解释ASCON加密算法的实现
时间: 2023-06-11 10:07:06 浏览: 247
Ascon 的 Rust 实现
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ASCON是一种轻量级加密算法,其设计旨在提供高效、安全的加密方案。下面是ASCON加密算法的实现:
1. S盒置换
ASCON算法使用三个不同的S盒,分别为S0,S1和S2。这些S盒由64个不同的8位字节组成,可以通过在代码中定义一个常量数组来实现。在加密过程中,需要对输入数据进行S盒置换,以增加数据的混淆程度和随机性。
2. 状态初始化
在加密过程开始之前,需要对状态进行初始化。状态是一个64位的数组,包含5个64位的字。其中,前4个字表示4个32位寄存器,最后一个字是一个64位的计数器。
3. 密钥扩展
在初始化状态之后,需要对密钥进行扩展。密钥扩展使用一个单独的函数来实现,该函数使用S盒置换、位移和异或操作来生成扩展密钥。扩展密钥是一个64位的数组,包含8个64位的字。
4. 轮函数
ASCON算法的主要加密操作是轮函数。轮函数使用扩展密钥和状态数组来生成加密密文。轮函数主要包括以下步骤:
- 将状态数组中的第一个寄存器的最高位与64位计数器的最低位进行异或操作。
- 将状态数组中的第一个寄存器的最高位右移1位,并将结果赋值给第一个寄存器。
- 将状态数组中的第二个寄存器与扩展密钥中的第一个字进行异或操作。
- 将状态数组中的第三个寄存器与扩展密钥中的第二个字进行异或操作。
- 将状态数组中的第四个寄存器与扩展密钥中的第三个字进行异或操作。
- 将状态数组中的第五个寄存器与扩展密钥中的第四个字进行异或操作。
- 将状态数组中的第一个寄存器与状态数组中的第二个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第三个寄存器与状态数组中的第四个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第二个寄存器与状态数组中的第三个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第四个寄存器与状态数组中的第五个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第一个寄存器与状态数组中的第三个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第二个寄存器与状态数组中的第四个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第三个寄存器与状态数组中的第五个寄存器进行异或操作。
- 将状态数组中的第一个寄存器左移8位,并将结果赋值给第五个寄存器。
- 将状态数组中的第二个寄存器左移8位,并将结果赋值给第一个寄存器。
- 将状态数组中的第三个寄存器左移8位,并将结果赋值给第二个寄存器。
- 将状态数组中的第四个寄存器左移8位,并将结果赋值给第三个寄存器。
- 将状态数组中的第五个寄存器左移8位,并将结果赋值给第四个寄存器。
5. 密文生成
最后,需要将轮函数生成的状态数组与原始数据进行异或操作,以生成加密密文。加密密文的长度应该与输入数据的长度相同。如果加密密文的长度超过了输入数据的长度,则需要对加密密文进行截断。
以上就是ASCON加密算法的实现过程。
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