Camellia分组密码算法的密钥扩展过程

Camellia是一种具有128位分组长度、支持128/192/256位密钥的分组密码算法。其密钥扩展过程通过生成多个轮密钥来确保加密过程的安全性，下面我将详细解析这一过程。

1. 初始密钥处理

• 输入密钥K长度为128/192/256位
• 对于192位密钥，通过填充变为256位：K||~K（~K是K的按位取反）
• 生成两个128位密钥KL和KR：
  • 128位密钥：KL=K, KR=0
  • 192位密钥：KL=K左半部分, KR=~K右半部分
  • 256位密钥：KL=K左半部分, KR=K右半部分

2. 生成中间密钥

• 使用常量Σ={A6, 28, 18, 34, ...}（16进制）
• 计算KA = F(KL⊕Σ1, KR) ⊕ KL
• KB = F(KA⊕Σ2, KA) ⊕ KA
• 其中F是Feistel轮函数，使用FL/FL⁻¹函数

3. 轮密钥生成步骤

• 对于128位密钥（18轮）：
  • kw1=(KL<<<0)>>64, kw2=(KL<<<0)&0xFFFFFFFF
  • k1=(KA<<<0)>>64, k2=(KA<<<0)&0xFFFFFFFF
  • 通过循环左移生成后续轮密钥
• 对于192/256位密钥（24轮）：
  • 额外使用KB生成更多轮密钥
  • 每6轮插入FL/FL⁻¹函数

4. 密钥调度细节

• 循环左移量：1,3,6,11,13,17,...位
• 每轮使用64位轮密钥
• 轮密钥分配顺序：kw→k1→k2→...→kw
• 最后生成4个128位白化密钥(kw)和多个轮密钥

5. 密钥扩展特点

• 使用非线性密钥调度避免弱密钥
• 通过FL函数增强扩散性
• 支持可变轮数（18/24轮）
• 白化密钥增强首尾轮安全性

这个过程通过多轮变换和FL函数，确保了轮密钥之间的非线性关系，为Camellia算法提供了强大的密钥扩展能力。