一種新的實用安全加密標準算法-Camellia算法

摘要：介紹了ＮＥＳＳＩＥ標準中的分組密碼算法——Ｃａｍｅｌｌｉａ算法的加、解密過程，并對其在各種軟、硬件平臺上的性能進行了比較，結(jié)果表明Ｃａｍｅｌｌｉａ算法在各種平臺上均有著較高的效率。Ｃａｍｅｌｌｉａ算法與其它技術(shù)相結(jié)合將在信息安全領(lǐng)域產(chǎn)生更廣泛的應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞：ＮＥＳＳＩＥ 分組密碼 Camellia 算法 加密

繼２０００年１０月美國推出二十一世紀高級數(shù)據(jù)加密標準ＡＥＳ后，２００３年２月歐洲最新一代的安全標準ＮＥＳＳＩＥ（Ｎｅｗ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ、Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｎｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）出臺。ＮＥＳＳＩＥ是歐洲ＩＳＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）委員會計劃的一個項目。Ｃａｍｅｌｌｉａ算法以其在各種軟件和硬件平臺上的高效率這一顯著特點成為ＮＥＳＳＩＥ標準中兩個１２８比特分組密碼算法之一（另一個為美國的ＡＥＳ算法）。

Ｃａｍｅｌｌｉａ算法由ＮＴＴ和Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ聯(lián)合開發(fā)。作為歐洲新一代的加密標準，它具有較強的安全性，能夠抵抗差分和線性密碼分析等已知的攻擊。與ＡＥＳ算法相比，Ｃａｍｅｌｌｉａ算法在各種軟硬件平臺上表現(xiàn)出與之相當?shù)募用芩俣�。除了在各種軟件和硬件平臺上的高效性這一顯著特點，它的另外一個特點是針對小規(guī)模硬件平臺的設(shè)計。整個算法的硬件執(zhí)行過程包括加密、解密和密鑰擴展三部分，只需占用８．１２Ｋ ０．１８μｍ ＣＯＭＳ工藝ＡＳＩＣ的庫門邏輯。這在現(xiàn)有１２８比特分組密碼中是最小的。

１ Ｃａｍｅｌｌｉａ算法的組成

Ｃａｍｅｌｌｉａ算法支持１２８比特的分組長度，１２８、１９２和２５６比特的密鑰與ＡＥＳ的接口相同。本文以１２８比特密鑰為例對Ｃａｍｅｌｌｉａ算法進行詳細介紹。

Ｃａｍｅｌｌｉａ算法１２８比特密鑰的加、解密過程共有１８輪，采用Ｆｅｉｓｔｅｌ結(jié)構(gòu)，加、解密過程完全相同，只是子密鑰注入順序相反。而且密鑰擴展過程和加、解密過程使用相同的部件。這使得Ｃａｍｅｌｌｉａ算法不論是在軟件平臺還是硬件平臺只需更小的規(guī)模和更小的存儲即可。

（１）Ｃａｍｅｌｌｉａ算法所采用的符號列表及其含義

Ｂ ８比特向量 Ｗ ３２比特向量

Ｌ ６４比特向量 Ｑ １２８比特向量

ｘ?ｎ? 比特向量

ｘＬ 向量ｘ的左半部分 ｘＲ 向量ｘ的右半部分

＜＜＜ 比特循環(huán)左移 ｜｜ 兩個操作數(shù)的連接

? 比特的異或操作 ｘ 比特位取補操作

∪ 比特位的或操作 ∩ 比特位的與操作

（２）Ｃａｍｅｌｌｉａ算法所采用

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