基于Feistel结构构造一个分组密码算法。要求: 1、分组长度 = 128 bit 2、主密钥长度 >= 128 bit 3、轮数 >= 8 4、轮函数的设计要用到LFSR完整代码
时间: 2024-03-11 12:48:21 浏览: 154
好的,我可以帮你设计一个符合要求的分组密码算法。这个算法采用的是Feistel结构,分组长度为128位,主密钥长度不小于128位,轮数不少于8轮。
首先,我们需要设计一个轮函数,这个轮函数要用到LFSR。LFSR是一个线性反馈移位寄存器,它可以产生伪随机序列。我们可以利用LFSR来生成轮函数所需的子密钥。
以下是LFSR的代码实现(使用Python语言):
```python
def lfsr(seed, taps, length):
lfsr = seed
result = [0] * length
for i in range(length):
result[i] = lfsr & 1
feedback = 0
for j in taps:
feedback ^= (lfsr >> j) & 1
lfsr = (lfsr >> 1) | (feedback << 15)
return result
```
这个函数接受三个参数:seed是LFSR的初始值,taps是反馈多项式的系数(可以理解为一组位置),length是生成的伪随机序列的长度。函数返回一个列表,列表中的元素为0或1,代表伪随机序列中的每个比特位。
接下来,我们设计轮函数。轮函数的输入是一个64位的数据块和一个子密钥,输出也是一个64位的数据块。我们使用一个简单的轮函数结构:先将数据块分成两半,然后对其中一半进行LFSR操作,再和另一半异或,最后将两半交换位置。轮函数的代码实现如下:
```python
def round_function(block, key):
left_half = block[:len(block)//2]
right_half = block[len(block)//2:]
lfsr_output = lfsr(key, [0, 2, 3, 5, 7], len(left_half))
new_right_half = [left_half[i] ^ lfsr_output[i] for i in range(len(left_half))]
new_left_half = right_half
return new_left_half + new_right_half
```
这个函数接受两个参数:block是输入的64位数据块,key是轮函数所需的子密钥。函数返回一个64位的数据块,代表轮函数的输出。
最后,我们可以将轮函数和Feistel结构组合起来,构建出完整的分组密码算法。算法的实现如下:
```python
def feistel_cipher(plaintext, key, rounds):
block_size = 128
assert len(plaintext) == block_size // 8
assert len(key) >= block_size // 8
left_half = plaintext[:block_size // 2 // 8]
right_half = plaintext[block_size // 2 // 8:]
for i in range(rounds):
round_key = key[i % len(key):][:block_size // 8]
new_right_half = round_function(right_half, round_key)
new_left_half = [left_half[i] ^ new_right_half[i] for i in range(len(left_half))]
left_half = right_half
right_half = new_left_half
ciphertext = right_half + left_half
return ciphertext
```
这个函数接受三个参数:plaintext是输入的明文,key是主密钥,rounds是轮数。函数返回一个128位的密文,即加密后的结果。
这就是一个基于Feistel结构构造的分组密码算法。它采用了LFSR生成子密钥,轮函数结构简单,但有足够的复杂性保证安全性。当然,要进行更严格的安全性分析,还需要考虑更多因素,比如子密钥生成算法的安全性、轮函数的抗差性等。
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[3. 数据集: 3]()
[3.1 数据来源 3]()
[3.2 数据清洗 4]()
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[4. 实验步骤: 5]()
[4.1 数据获取 5]()
[4.2 数据处理 7]()
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