RC6加密算法 题目描述 RC6是一种由RSA实验室开发的对称密钥分组密码算法，作为AES竞赛的决赛算法之一。它基于RC5的设计理念，但增加了整数乘法操作以增强扩散性。RC6的核心特征包括：使用4个寄存器处理数据块、依赖循环移位和模运算、以及可变的轮数和密钥长度。本题要求你理解RC6的加密流程，包括密钥扩展、加密和解密步骤。 解题过程 基本参数设定 RC6的操作单位是字（word），通常为32位。设数据块大小为128位（4个字，记作A、B、C、D），轮数r（常用20轮），密钥长度b（字节数，如16/24/32字节）。 定义常量：幻数P_ w = 0xB7E15163，Q_ w = 0x9E3779B9（基于黄金比例），用于密钥扩展。 密钥扩展 将用户密钥转换为字数组L（长度为c = ceil(b/4)）。 初始化密钥数组S[ 0...2r+3]：S[ 0] = P_ w，后续元素通过S[ i] = S[ i-1] + Q_ w递归生成。 混合密钥与S数组： 设置计数器i = j = 0，临时变量A = B = 0。 执行3 × max(2r+4, c)次循环： A = S[ i] = (S[ i] + A + B) << < 3 B = L[ j] = (L[ j] + A + B) << < (A + B) 更新i = (i+1) mod (2r+4), j = (j+1) mod c。 此过程确保密钥材料充分混合到S数组中。 加密流程 输入明文块（A, B, C, D）。 初始操作： B = B + S[ 0 ] D = D + S[ 1 ] 进行r轮循环（每轮包含4步操作）： t = (B × (2B + 1)) << < lg(w)（lg(w)=5，因为w=32） u = (D × (2D + 1)) << < lg(w) A = ((A ⊕ t) <<< u) + S[ 2i ] C = ((C ⊕ u) <<< t) + S[ 2i+1 ] 轮结束时交换寄存器：(A, B, C, D) = (B, C, D, A) 最终操作： A = A + S[ 2r+2 ] C = C + S[ 2r+3 ] 输出密文（A, B, C, D）。 解密流程 解密为加密的逆过程，操作顺序相反： 初始操作：C = C - S[ 2r+3], A = A - S[ 2r+2 ] 进行r轮逆循环（从r-1到0）： 交换寄存器：(A, B, C, D) = (D, A, B, C) C = ((C - S[ 2i+1 ]) >>> t) ⊕ u A = ((A - S[ 2i ]) >>> u) ⊕ t 计算u和t（与加密相同，但使用当前轮次的B和D）。 最终操作：D = D - S[ 1], B = B - S[ 0 ]。 关键点说明 整数乘法（如B×(2B+1)）引入非线性，增强抗差分密码分析能力。 循环移位量依赖于数据本身（如u和t），形成数据相关的旋转，提高灵活性。 解密时需注意运算的逆序性，例如减法替代加法，右移替代左移。 通过以上步骤，RC6实现了高效且安全的加密，其结构兼顾了性能与抵抗已知攻击的能力。