IBM的MARS加密算法实现(3)

作者：吴真

2.1密钥的生成

MARS算法支持128~448位变长密钥,定义一个临时容器ULONG32 T[15]用于存放用户输入的密钥,
T[0,1…n] = K[0,1…n]
T[n] = n ;
T[n+1,…14] = 0 ;
其中n是用户输入密钥的长度(4字节为单位).

然后按照下面的算法进行操作:

for ( j = 0 ; j < 4 ; j++)
{
for ( i = 0; i < 15 ;i++)
{
/*T[i] ^= ((T[(i-7)%15]^T[(i-2)%15])<<<3)^(4*i+j);*/
}
for ( r = 0 ; r < 4 ; r++)
{
for ( i = 0; i < 15 ;i++)
{
/*T[i] = T[i]+ S[low 9 bits of T[(i-1)%15]])<<<9;*/
}
}
for ( i = 0 ; i < 10 ; i++)
{
/*T[10*j+i] = T[4*i%15];*/
}

最后我们需要修正那些在E-Fun操作中用作乘数的密钥也就是子密钥数组中的K[5],K[7],K[9],…K[35],要求他们的二进制表示形式中没有连续10个以上(含10个)的0或1.
需要修正的密钥为K[i] = K0K1K2…K30K31
保留K[i]的最低两位的值 n = K[i]&0x3,
把K[i]的最低两位置1 w = K[i] 0x3 ,
产生掩码M:
最低两位置1后的K的二进制表示中假如含有10以上连续的0或1,那么将这些连续位置1,其他的位置0,然后把最低的两位和最高位置0,最后把连续位(1或0单独算)的起始位和中止位置0.
例如:

产生掩码后,我们利用n值作为s-box的索引取得一个替代值,这个s-box含有4个32位的元素,每个元素的二进制表示不含7个(含7个)连续的1或0,MARA算法推荐的s-box为
ULONG32 B[4] = { 0xa4a8d57b , 0x5b5d193b , 0xc8a8309b , 0x73f9a978 }
然后利用如下算式得出K[i]:
K[i] = w ^ (( B[n] <<< ( low 5 bits of K[i-1]) & M)