依据PPT例子4.1中的参数设置,代码实现SPN加密算法。
时间: 2024-02-18 17:05:35 浏览: 101
以下是一个简单的SPN加密算法的Python实现,使用PPT例子4.1中的参数设置:
```python
# SPN加密算法的Python实现
import numpy as np
# 定义参数
block_size = 16 # 分组长度
key_size = 64 # 密钥长度
rounds = 4 # 轮数
s_box = np.array([
[0x9, 0x4, 0xa, 0xb],
[0xd, 0x1, 0x8, 0x5],
[0x6, 0x2, 0x0, 0x3],
[0xc, 0xe, 0xf, 0x7]
], dtype=np.uint8) # S盒
p_box = np.array([0, 4, 8, 12, 1, 5, 9, 13, 2, 6, 10, 14, 3, 7, 11, 15], dtype=np.uint8) # P盒
# 密钥扩展
def expand_key(key):
key_schedule = []
for i in range(rounds):
round_key = key >> (key_size - block_size)
key_schedule.append(round_key)
key = ((key << block_size) & ((1 << key_size) - 1)) | round_key
return key_schedule
# S盒层
def s_layer(state):
return np.array([[s_box[x >> 4, x & 0xf] for x in row] for row in state], dtype=np.uint8)
# P盒层
def p_layer(state):
return np.array([[row[p_box[i]] for i in range(block_size)] for row in state], dtype=np.uint8)
# 轮函数
def round_function(state, round_key):
state = np.bitwise_xor(state, round_key)
state = s_layer(state)
state = p_layer(state)
return state
# SPN加密
def encrypt(plaintext, key):
key_schedule = expand_key(key)
state = np.frombuffer(plaintext.encode(), dtype=np.uint8).reshape(-1, block_size // 8)
for i in range(rounds):
state = round_function(state, key_schedule[i])
ciphertext = state.tobytes()
return ciphertext.hex()
# 测试
plaintext = "Hello, world!"
key = 0x0123456789abcdef
ciphertext = encrypt(plaintext, key)
print("Plaintext:", plaintext)
print("Ciphertext:", ciphertext)
```
在以上代码中,我们使用numpy库来处理二进制数据,首先定义了SPN算法的参数,包括分组长度、密钥长度、轮数、S盒和P盒。然后我们实现了密钥扩展、S盒层、P盒层和轮函数等基本操作。最后定义了SPN加密函数,将明文转换为二进制数据,然后进行轮函数迭代,得到密文并返回。在测试部分,我们使用一个简单的字符串作为明文,然后对其进行加密,并输出明文和密文。
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