一．IDEA算法簡介

專注于為中小企業(yè)提供網站設計制作、網站設計服務,電腦端+手機端+微信端的三站合一,更高效的管理,為中小企業(yè)歙縣免費做網站提供優(yōu)質的服務。我們立足成都，凝聚了一批互聯(lián)網行業(yè)人才，有力地推動了近1000家企業(yè)的穩(wěn)健成長，幫助中小企業(yè)通過網站建設實現(xiàn)規(guī)模擴充和轉變。

    IDEA（International Data Encryption Alogrithm）是由瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學的XueJiaLai和James L.Massey 于1991年提出的。IDEA使用128比特密鑰，整個算法和DES相似，也是將明文劃分成一個個64比特長的數(shù)據(jù)分組，然后經過幾次迭代和一次變換，得出64比特的密文。

    IDEA是將兩個16比特的值映射為一個16比特的值，這些操作是：

    ●  半加運算，即“異或”運算，用符號“⊕”表示。所謂的半加運算，就是在進行二進制運算時只加，不進位。

    ●  模216的加法運算（即mod 65536），用“+”表示。

    ●  模216+1乘運算用符號“⊙”表示。

    實際上，⊙是將兩個輸入的數(shù)進行乘法運算，然后再對此結果按模216+1運算得出的結果。對于這樣的運算應該注意的是，參與運算的任何一個二進制數(shù)據(jù)n位，如果全是0，則用n+1位數(shù)據(jù)表示，且最高位為1，其余全為0。

    為了理解以上三種操作，我們用2位的數(shù)來表示以上的三種關系，如表2-3-1所示。

表2-3-1  IDEA三種操作的關系

X

 Y

 XY

 X⊙Y

 X⊕Y

十進制

 二進制

 十進制

 二進制

 十進制

 二進制

 十進制

 二進制

 十進制

 二進制

0

 00

 0

 00

 0

 00

 1

 01

 0

 00

0

 00

 1

 01

 1

 01

 0

 00

 1

 01

0

 00

 2

 10

 2

 10

 3

 11

 2

 10

0

 00

 3

 11

 3

 11

 2

 10

 3

 11

1

 01

 0

 00

 1

 01

 0

 00

 1

 01

1

 01

 1

 01

 2

 10

 1

 01

 0

 00

1

 01

 2

 10

 3

 11

 2

 10

 3

 11

1

 01

 3

 11

 0

 00

 3

 11

 2

 10

2

 10

 0

 00

 2

 10

 3

 11

 2

 10

2

 10

 1

 01

 3

 11

 2

 10

 3

 11

2

 10

 2

 10

 0

 00

 0

 00

 0

 00

2

 10

 3

 11

 1

 01

 1

 01

 1

 01

3

 11

 0

 00

 3

 11

 2

 10

 3

 11

3

 11

 1

 01

 0

 00

 3

 11

 2

 10

3

 11

 2

 10

 1

 01

 1

 01

 1

 01

3

 11

 3

 11

 2

 10

 0

 00

 0

 00

二．IDEA算法加密過程

1．IDEA迭代過程

    IDEA加密算法采用8次迭代，如圖2-3-1所示：

圖2-3-1  8次迭代

    64比特的密鑰生成的數(shù)據(jù)被分成8個子塊，每個子塊16比特。每一次迭代過程如圖2-3-2所示：

圖2-3-2  單次迭代過程

    「說明」 圖中⊕表示異或運算；表示模216的加法運算； ⊙表示模216+1的乘法運算。

    X1，X2，X3和X4作為第一次迭代的輸入，每輪的迭代都是4個子塊以及16比特子密鑰間的異或運算，模216做加法運算和模（216+1）的乘法運算。

    迭代步驟如下：

    （1）X1和第一個子密鑰塊做乘法運算。

    （2）X2和第二個子密鑰塊做加法運算。

    （3）X3和第三個子密鑰塊做加法運算。

    （4）X4和第四個子密鑰塊做乘法運算。

    （5）（1）和（3）的結果做異或運算。

    （6）（2）和（4）的結果做異或運算。

    （7）（5）的結果和第五個子密鑰塊做乘法運算。

    （8）（6）和（7）的結果做加法運算。

    （9）（8）的結果與第六個子密鑰塊做乘法運算。

    （10）（7）和（9）的結果做加法運算。

    （11）（1）和（9）的結果做異或運算。

    （12）（3）和（9）的結果做異或運算。

    （13）（2）和（10）的結果做異或運算。

    （14）（4）和（10）的結果做異或運算。

    每輪完成以上的14次運算，共進行8輪，然后進行最后的輸出變換，如圖2-3-3所示。經過8輪迭代運算后，W81，W82，W83，W84分別與Z48，Z49，Z50，Z51運算得到Y1，Y2，Y3和Y4。其方法如下：

圖2-3-3  8輪迭代變換后的輸出變換

2．IDEA密鑰生成過程

    在圖2-3-3中可以看出，在加密過程中共有52個子密鑰塊參與運算，每個塊長16比特。這52個密鑰塊是由128比特密鑰產生的，我們將這52個密鑰塊記為Z0，Z1……，Z51。最初的8個子密鑰Z0，Z1，……，Z7是直接來自用戶輸入，Z0是用戶輸入密鑰的前16比特；Z1是用戶輸入密鑰的第二個16比特，Z7是用戶輸入密鑰的最后16比特。這樣從Z0到Z7的密鑰共計長度為128比特。

    IDEA每一輪迭代使用6個子密鑰，每個子密鑰有16位，這意味著在一輪迭代中，密鑰中只有96位被使用。最初的6個連續(xù)的子密鑰（Z0到Z5）直接用于第一輪迭代，然后128位的密鑰要循環(huán)左移25位，之后再取密鑰的前96位作為下一輪的6個子密鑰。以此類推，直到8輪迭代全部完成。

3．IDEA解密算法與其加密的關系

    IDEA的解密處理和其加密處理基本相同，只是解密處理輸入的是密文，選擇的密鑰不大相同，但也有一定的聯(lián)系。它與加密密鑰的關系如下。

    解密過程的第i輪前四個密鑰是與加密過程中的第（10-i）輪的相同，最后置換作為第9輪。解密過程的第1和第4輪是對應加密處理過程第1輪和第4輪的模（216+1）乘運算，解密過程中的第2輪和第3輪對應與加密過程中的第3輪和第2輪的模216的加運算。

    在前8輪運算中，解密的第i輪的最后兩個子密鑰塊等于加密過程中的第9-i輪的最后兩個子密鑰塊。每一輪的加密和解密的子密鑰關系如表2-3-2所示。

表2-3-2  加密和解密的子密鑰關系

加解密輪次

 每輪的加密密鑰

 原始密鑰對應的位

第一輪

 Z0Z1Z2Z3Z4Z5

 Z48-1-Z49-Z50Z51-1Z46Z47

第二輪

 Z6Z7Z8Z9Z10Z11

 Z42-1-Z44-Z43Z45-1Z40Z41

第三輪

 Z12Z13Z14Z15Z16Z17

 Z36-1-Z38-Z37Z39-1Z34Z35

第四輪

 Z28Z19Z20Z21Z22Z23

 Z30-1-Z32-Z31Z33-1Z28Z29

第五輪

 Z34Z25Z26Z27Z28Z29

 Z24-1-Z26-Z25Z27-1Z22Z23

第六輪

 Z30Z31Z32Z33Z34Z35

 Z18-1Z20-Z19Z21-1Z18Z17

第七輪

 Z46Z37Z38Z39Z40Z41

 Z12-1Z14-Z13Z15-1Z10Z11

第八輪

 Z42Z43Z44Z45Z46Z47

 Z6-1-Z8-Z7Z9-1Z4Z5

最后的置換

 Z48Z49Z50Z51

 Z0-1-Z1-Z2Z3-1

    以上Zj與Zj-1及-Zj與Zj的關系為：