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GOST 28147-89 分组密码算法的密钥扩展过程

**GOST 28147-89 分组密码算法的密钥扩展过程** **题目描述** GOST 28147-89 是苏联（现俄罗斯联邦）在1989年标准化的一种分组密码算法。它是一种Feistel网络结构的分组密码，使用64位分组长度和256位密钥。本题将详细讲解其密钥扩展过程，该过程负责将一个256位的主密钥，转换为一组在32轮加密中使用的轮密钥。 **解题过程讲解** 我们需要理解密钥扩展的目标：为每一轮加密提供一个32位的轮密钥（记为 `K_i`，i=1 到 32）。GOST 使用一个

2025-12-06 17:48:10

MD5哈希算法的压缩函数设计

**MD5哈希算法的压缩函数设计** MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一种广泛使用的密码哈希函数，可将任意长度的消息映射为128位（16字节）的哈希值。其核心是压缩函数，它将一个512位的消息分组和128位的中间状态（四个32位寄存器A、B、C、D的当前值）作为输入，并输出更新后的128位状态。下面我将循序渐进地讲解其设计细节。 **1. 压缩函数的整体流程** 压缩函数对每个512位消息分组执行64轮运算。每轮处理一个32位消息子块，并使用不同的常量、循环左

2025-12-06 14:01:14

RIPEMD-160 哈希算法的压缩函数设计

**RIPEMD-160 哈希算法的压缩函数设计** RIPEMD-160 是一个输出为 160 位的密码学哈希函数，属于 MD4 家族。与 MD5 和 SHA-1 类似，它采用了 Merkle-Damgård 迭代结构。其核心是压缩函数，它将一个 160 位的状态（5 个 32 位字）和一个 512 位的消息块作为输入，输出一个新的 160 位状态。它的设计特点是采用两条并行的处理线路，最后将结果合并，以增强安全性。 **1. 压缩函数的输入与初始化** * **输入**： 1

2025-12-06 08:21:31

CAST-128 分组密码算法的轮函数设计

**CAST-128 分组密码算法的轮函数设计** 我将为你详细讲解CAST-128分组密码算法的轮函数设计。CAST-128是1996年由加拿大密码学家Carlisle Adams和Stafford Tavares设计的Feistel结构分组密码，被纳入RFC 2144标准，曾用于早期PGP等系统。 **题目描述**： CAST-128使用64位分组和40-128位可变密钥，采用16轮Feistel结构。我们需要深入理解其独特的轮函数设计，特别是如何将密钥材料与数据混合，以及其中的非线性变

2025-12-06 07:38:14

Salsa20流密码算法的密钥扩展与初始化过程

**Salsa20流密码算法的密钥扩展与初始化过程** --- ### 1. 题目描述 Salsa20是一个由Daniel J. Bernstein设计的流密码算法，以其简洁、快速和高安全性著称。它通过一个核心的哈希函数（基于加法、异或和循环移位）处理一个512位的内部状态，生成密钥流。本题将详细讲解Salsa20算法中**如何从用户提供的密钥、随机数和块计数器，构造出初始的512位内部状态矩阵**，即密钥扩展与初始化过程。这是Salsa20生成密钥流的首要关键步骤。 --- ### 2

2025-12-06 06:53:13

Rijndael分组密码算法的S盒设计原理

**Rijndael分组密码算法的S盒设计原理** ### 题目描述 Rijndael分组密码算法是AES（高级加密标准）的原始候选算法，其核心的非线性混淆层依赖于一个精心设计的S盒（Substitution Box）。与AES最终版本中直接使用的S盒不同，Rijndael最初的S盒设计有其独特的构造逻辑。本题要求详细解释Rijndael S盒的生成过程，包括其背后的数学原理、构造步骤以及这种设计如何提供非线性性和抵抗已知的密码攻击。 ### 解题过程 #### 1. S盒的角色与核心要求

2025-12-06 06:37:05

SipHash 哈希算法的轮函数设计与压缩过程

**SipHash 哈希算法的轮函数设计与压缩过程** --- ### 题目描述 SipHash是一种抗哈希泛洪攻击的哈希函数，主要用于构建密钥哈希表。它是一个伪随机函数，接受一个可变长度消息和一个128位密钥，输出一个64位（或128位）的哈希值。本题目旨在详细解析SipHash算法的核心——轮函数的设计，以及如何将输入消息压缩处理的完整过程。 ### 解题过程 #### 1. 背景与核心思想 - **问题背景**：传统哈希函数（如SHA系列）在设计上追求高速和抗碰撞，但并非为抵御“哈

2025-12-06 04:21:43

RC6加密算法的密钥扩展算法详解

**RC6加密算法的密钥扩展算法详解** **题目描述** RC6是由Rivest、Robshaw、Robshaw和Yin设计的一种对称分组密码算法，是RC5的后续版本。本题将详细讲解RC6算法的密钥扩展算法。给定一个用户密钥（字节序列），RC6的密钥扩展算法需要生成一个由多个轮密钥（也称为子密钥或扩展密钥）组成的数组S，用于加密和解密过程中的轮密钥加操作。你的任务是理解并能够解释RC6密钥扩展算法的具体步骤、设计原理及其在算法中的作用。 --- **解题过程循序渐进讲解** **第

2025-12-06 03:15:34

Blowfish加密算法的密钥扩展过程

**Blowfish加密算法的密钥扩展过程** Blowfish 是一种对称分组密码算法，由 Bruce Schneier 于 1993 年设计。它使用可变长度的密钥（32 位到 448 位）和 64 位分组大小，采用 Feistel 网络结构。Blowfish 的密钥扩展过程相对复杂，因为它需要生成一个较大的子密钥数组（包括 18 个 32 位的 P 数组和 4 个 32×256 的 S 盒）。下面我们将详细讲解密钥扩展的每一步。 ### 1. 算法背景与结构概述 Blowfish 包

2025-12-06 00:37:30

DES（数据加密标准）算法的S盒（Substitution Box）设计与安全作用详解

**DES（数据加密标准）算法的S盒（Substitution Box）设计与安全作用详解** **1. 题目描述** DES（Data Encryption Standard）是一种经典的分组密码算法，它使用56位密钥加密64位明文分组。其中，S盒（替换盒）是DES算法中最核心的非线性组件，负责将6位输入映射为4位输出，提供了算法的混淆特性。本题要求详细解释DES算法中S盒的设计原理、结构、功能，并深入分析其在算法中的安全作用，包括S盒如何抵抗差分分析和线性分析等密码攻击。 **2. 解题

2025-12-05 22:59:13

A5/3 流密码算法的加密与解密过程

**A5/3 流密码算法的加密与解密过程** 我们来详细讲解A5/3算法。A5/3，也称为KASUMI，是一种用于第三代（3G）移动通信系统（UMTS）中的流密码算法，主要用于无线链路的机密性保护（f8算法）和完整性保护（f9算法）。它是一种基于分组密码构造的流密码，其核心是一个修改版的MISTY1分组密码。 ### 一、题目描述 A5/3算法的核心是一个8轮的Feistel结构分组密码，其分组长度为64位，密钥长度为128位。在UMTS中，它通常被用作一个序列生成器，通过特定的工作模式生成

2025-12-05 22:48:20

DES（数据加密标准）的S盒设计与安全作用

**DES（数据加密标准）的S盒设计与安全作用** 我们先明确核心：DES算法中，S盒（Substitution-box）是唯一的非线性部件，也是其安全性的关键。我将从题目、作用、结构、设计准则、工作示例、安全影响几个层面，循序渐进地讲解。 **题目描述**：详细解释经典分组密码算法DES（Data Encryption Standard）中S盒的设计原理、具体结构、它在算法中如何工作，以及它在整个算法安全性中扮演的关键角色。 **第一步：明确DES的整体结构与S盒的位置** 1. DE

2025-12-05 21:25:36

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