blowfish加密算法

算法

自从32位处理器诞生后,blowfish加密算法在加密速度上就超越了DES加密算法,引起了人们的关注。blowfish加密算法没有注册专利,不需要授权,可以免费使用。正是由于这些特点,它广泛应用于很多产品中。那么我们今天就来给大家介绍一下blowfish加密算法。

blowfish加密算法原理

blowfish加密算法是一种对称的分组加密算法,每次加密一个64位分组,使用32位~448位的可变长度密钥,应用于内部加密。加密过程分为两个阶段:密钥预处理和信息加密。

blowfish加密算法中使用两个盒key—pbox[18]和key—sbox[4][256],以及一个核心的加密函数blowfish—encrypt()。这两个盒所占存储空间为(18×32+4×256×32)字节,即4186字节。加密函数blowfish—encrypt()输入64位明文,输出64位密文。

一、密钥预处理

blowfish加密算法的原密钥pbox和sbox是固定的,初始化方法是用π的小数部分,按每32位一次分配给pbox和sbox,即:

pbox[0]一0x243f6a88;

pbox[1]一0x85a308d3;

sbox[3][254]一0x578fdfe3;

sbox[3][255]一0x3ac372e6;

当加密一个信息时,需要自己选择一个key(64~448位),用这个key变换sbox和pbox,得到加密信息所用的key_pbox和key_sbox。

二、信息加密

信息加密采用加密函数blowfish—encrypt()。blowfish加密算法是一个16层的feistel网,加密一个64位分组需要16次的迭代,在迭代中使用key_pbox和key_sbox,最后得出64位的密文。由于计算中仅使用模232加、“异或”以及用key_sbox替代等操作,因此实现起来速度非常快。blowfish加密算法中有以下两个基本运算:

加法:字的模232相加,记为“+”。

按位“异或”:记为“⊕”。

三、信息解密

用blowfish加密算法解密,同样也需要两个过程:

1、密钥预处理,与加密时相同;

2、信息解密,把信息加密过程中的key_pbox逆序使用即可。

值得注意的是:与大多数分组密码不同,blowfish中解密顺序和加密顺序是相同的,而不能倒过来。

解密过程伪代码如下(i表示迭代次数):

对于i=1至16

xl=xl—p^[i]

xr=f(xl)^xr

交换xl和xr(最后一轮取消交换运算)

xr=xr^p[17]

xl=xr^p[18]

重新合并xl和xr,得到64位的明文。

blowfish加密算法性能分析

blowfish设计的基本原理既容易理解又实现简单。与其他算法不同,子密钥的生成都是由加密函数blowfish—encrypt()完成,每个子密钥都会受到密钥位的影响,这 使得密钥和数据完全混合在一起,对密钥的分析显得十分困难。其中的f函数给fesistel网络一个很好的雪崩效应。

blowfish加密算法的另一个特点是在每一轮中同时对两部分文件加密,增加了密码的强度。blowfish加密算法用c语言和汇编实现起来都很方便,每个操作均为xor、mov、add。schneier将该算法与其他算法的执行时间进行比较。到目前为止,blowfish加密算法法的安全性还未受到挑战。

小知识之分组密码:
分组密码(Block cipher,又称分块密码),是一种对称密钥密码。它的特点是将明文分成多个等长的组,并用相同的密码算法和密钥对每组分别进行加密和解密。其中典型的如DES和AES作为美国政府核定的标准加密算法,应用领域从电子邮件加密到银行交易转帐,非常广泛。

发表评论