Question

我需要加密32位整数，因此它们由32位整数表示。是否可以使用32位块大小的块密码，因此输出为32位？

我目前正在使用DES但结果是64位整数。我不想将XOR加密作为最后的手段。

Answer 1

Skip32，它基于Skipjack algorithm，是我所知道的唯一32位块密码：据称是Java实现here。

为安全起见，64位通常被认为是绝对最小块大小。

Answer 2

要使用通用密码安全地使用此类工作，您可以在OFB，CFB或CTR等“流”模式下操作分组密码。这意味着您需要为要加密的每个整数提供合适的（不可预测的）初始化向量，或者（在CTR模式下）具有明确定义的消息顺序。

我假设你想稍后解密这些数字。如果您只是想创建一个周期为2 ³²的伪随机生成器，您可以尝试其他技术。

Answer 3

你可以将所有整数写入单字节数组并加密它们，另一个想法是使用64位整数，在需要时将它们转换为32位。

Answer 4

如果你不关心安全性，只想要一个非常小的32位分组密码，你可以尝试这个。我用它来生成整数的排列，以便创建哈希函数族，我认为它非常适合于此目的。

static uint syfer(uint key, uint data)
{
  uint R = (data^key) & 0xFFFF, L = (data>>16) ^ (((((R>>5)^(R<<2)) + ((R>>3)^(R<<4))) ^ ((R^0x79b9) + R)) & 0xFFFF);
  key = (key>>3) | (key<<29);
  R ^= ((((L>>5)^(L<<2)) + ((L>>3)^(L<<4))) ^ ((L^0xf372) + (L^key))) & 0xFFFF;
  return ((L ^ ((((R>>5)^(R<<2)) + ((R>>3)^(R<<4))) ^ ((R^0x6d2b) + (R^((key>>3)|(key<<29)))))) << 16) | R;
}

我可以尝试将它拆开，清理它，并将其扩展为更具可读性的东西。（希望我没有犯错误。超过我的睡觉时间。： - ）

static uint Cipher(uint key, uint data)
{
  uint L = data >> 16, R = data & 0xFFFF, S = 0x79b9;
  for(int round=0; round<24; round++)
  {
    uint F = L ^ (((((R>>5)^(R<<2)) + ((R>>3)^(R<<4))) ^ ((R^S) + (R^key))) & 0xFFFF);
    L   = R;
    R   = F;
    S  += 0x79b9;
    key = (key>>3) | (key<<29);
  }
  return (R<<16) | L;
}

你可以通过增加轮数来增加强度，但是如果你真的想要安全性（就你可以用32位块和密钥大小来获得它），你最好使用skip32，如上所述由格雷格斯。（请注意，他发布的链接已损坏，但此页面包含C源：http://metacpan.org/pod/Crypt::Skip32）。该函数具有完全自包含的优点，但没有查找表或其他依赖项。

[编辑：我刚才意识到我没有发布解密代码。但后来你没有说解密。 ;-)如果有人想看，我可以写出来。它实际上恰好与上述相反......]

Answer 5

您还可以考虑Speck，这是一种轻量级分组密码，有多种大小，包括32位块大小和64位密钥的版本。

Answer 6

有点晚了，但32位分组密码是KATAN。它在软件中的表现是非常不可接受的。

http://www.cs.technion.ac.il/~orrd/KATAN/

Answer 7

我将使用具有CTR密码模式的现代分组密码（例如AES，Twofish，Serpent）。埃里克森（Erickson）的回答已经提到了这个方向。我会在这里详细说明一下。

虽然密码模式的主要目标（*）是为了保护您免受密码块的统计分析（例如，防止连续的相同块产生相同的密码块），但您也可以使用CTR传输比密码块大小短的数据块。

上述所有块密码的块大小均为128位。只需在消息末尾添加额外的96位（例如零）即可（没关系）。以CTR模式对邮件进行编码。您需要提供一个IV块（初始化向量）。您无需保守其价值秘密。但是，对于安全应用，应该为每次传输随机选择一个新的。考虑到您对32位代码的限制，我假设您的安全性较低，可传输数据限制为32位，因此您可能会坚持使用固定的IV值。只需将结果裁剪为32位并传输即可。

要进行解码，请再次填充96位任意值，并使用具有上述IV值的CTR模式进行常规解码，然后将该值裁剪回32位。你完成了！

在类似Python的伪代码中（很抱歉，我没有进入.net）

# encode for plain_msg of length 32, key and iv
padded_plain_msg = plain_msg + [0]*96
padded_crypted_msg = encrypt(padded_plain_msg, key, mode=CTR, iv=iv)
crypted_msg = padded_crypted_msg[0:32]

# decode for crypted_msg of length 32, key and iv
padded_crypted_msg = crypted_msg + [0]*96
padded_decrypted_msg = encrypt(padded_crypted_msg, key, mode=CTR, iv=iv)
decrypted_msg = padded_decrypted_msg[0:32]

之所以可行，是因为CTR模式不会将密码直接应用于消息，而是应用于正在运行的计数器（CTR：CounTeR），并将结果与消息相加：

# CTR mode pseudocode on msg_blocks[0], msg_blocks[1], ..., msg_blocks[n-1] 
# to crypted_block[0], crypted_block[1], ..., crypted_block[n]
for i in range(n):  # i = 0, 1, ..., n-1:
    # one implementation variant--there are others counter sequences, e. g. 
    # appending half-block sized iv & a half-block chunk containing i
    crypted_block[i] = encrypt(iv+i, key) ^ msg_blocks[i]

请注意，如果您使用固定的IV值，则本质上您将拥有32位密码（如您所要求的），并且如果对手收集了足够的加密数据，则该密码始终是可攻击的。正如James K Polk指出的那样，如果您关心安全性，就永远不要使用小于64位的分组密码。

（*）ECB（电子代码簿）模式除外，这是一种奇妙的方式，可以说您将编码应用于每个块而没有任何依赖性

.NET的32位分组密码

7 个答案: