给我一个基于feistel结构的一个分组密码算法的代码,用C++实现,其中分组长度为128bit,轮函数的设计要用到LFSR
时间: 2024-04-29 12:21:27 浏览: 147
以下是一个基于Feistel结构的分组密码算法,使用C++实现,分组长度为128位,轮函数使用了LFSR:
```c++
#include <iostream>
#include <bitset>
#include <vector>
using namespace std;
const int BLOCK_SIZE = 16; // 128位分组长度为16字节
const int ROUNDS = 16; // 轮数为16
// LFSR
bitset<128> lfsr(const bitset<128>& key) {
bitset<128> new_key(0);
new_key[0] = key[0]^key[3]^key[7]^key[14]^key[42]^key[89]^key[125];
for (int i=1; i<128; i++) {
new_key[i] = key[i-1];
}
return new_key;
}
// Feistel轮函数
bitset<BLOCK_SIZE> feistel_round(const bitset<BLOCK_SIZE>& right, const bitset<BLOCK_SIZE>& subkey) {
bitset<BLOCK_SIZE> new_right = right^subkey; // 异或运算
bitset<128> key(new_right.to_ulong()); // 将右半边转为128位的比特串
key = lfsr(key); // LFSR
for (int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) {
new_right[i] = key[i];
}
return new_right;
}
// 加密函数
bitset<BLOCK_SIZE> encrypt_block(const bitset<BLOCK_SIZE>& block, const vector<bitset<BLOCK_SIZE>>& subkeys) {
bitset<BLOCK_SIZE> left, right;
for (int i=0; i<BLOCK_SIZE/2; i++) {
left[i] = block[i];
right[i] = block[i+BLOCK_SIZE/2];
}
for (int i=0; i<ROUNDS; i++) {
bitset<BLOCK_SIZE> new_right = feistel_round(right, subkeys[i]);
bitset<BLOCK_SIZE> new_left = right;
right = new_right;
left = new_left;
}
bitset<BLOCK_SIZE> ciphertext;
for (int i=0; i<BLOCK_SIZE/2; i++) {
ciphertext[i] = left[i];
ciphertext[i+BLOCK_SIZE/2] = right[i];
}
return ciphertext;
}
// 生成子密钥
vector<bitset<BLOCK_SIZE>> generate_subkeys(const bitset<BLOCK_SIZE>& key) {
vector<bitset<BLOCK_SIZE>> subkeys(ROUNDS);
bitset<128> round_key(key.to_ulong()); // 将密钥转为128位的比特串
for (int i=0; i<ROUNDS; i++) {
round_key = lfsr(round_key); // LFSR
for (int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) {
subkeys[i][j] = round_key[j];
}
}
return subkeys;
}
int main() {
bitset<BLOCK_SIZE> key(0x0123456789abcdef); // 密钥
bitset<BLOCK_SIZE> plaintext(0x0123456789abcdef); // 明文
vector<bitset<BLOCK_SIZE>> subkeys = generate_subkeys(key); // 生成子密钥
bitset<BLOCK_SIZE> ciphertext = encrypt_block(plaintext, subkeys); // 加密
cout << "Plaintext: " << hex << plaintext.to_ulong() << endl;
cout << "Ciphertext: " << hex << ciphertext.to_ulong() << endl;
return 0;
}
```
其中,LFSR用于生成子密钥和Feistel轮函数中的混淆运算,由于LFSR是一个比较简单的算法,因此需要注意key的选取,保证其具有足够的随机性。在本例中,key的初始值为0,可以根据实际需求进行修改。生成的子密钥subkeys是一个长度为16的bitset数组,每个元素为一个16位的比特串,用于Feistel轮函数中的异或操作。在加密过程中,首先将明文分为左右两部分,然后进行16轮Feistel加密,最后将左右两部分合并为密文。
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