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IDEA加密算法原理
IDEA对称数据加密算法,是我2000年刚毕业,工作需要进行数据加密时,学习、实现的第一个标准数据加密算法,并且此后就深深地迷上了数据加密这个方面,以后连续两年潜心学习和研究这方面的知识与技术。在此过程中,非常感谢同事李哥对我的大力帮助,并从此成了很好的朋友。
1、   简介
IDEA是International Data Encryption Algorithm 的缩写, 和Massey提出的建议标准算法称作PES( Proposed Encryption Standard) 。Lai 和Massey 在1992 年进行了改进强化了抗差分分析的能力改称为IDEA 它也是对64bit大小的数据块加密的分组加密算法密钥长度为128位它基于“相异代数群上的混合运算”设计思想算法用硬件和软件实现都很容易且比DES在实现上快的多。IDEA自问世以来,已经经历了大量的详细审查,对密码分析具有很强的抵抗能力,在多种商业产品中被使用。
这种算法是在DES算法的基础上发展出来的,类似于三重DES。发展IDEA也是因为感到DES具有密钥太短等缺点,已经过时。IDEA的密钥为128位,这么长的密钥在今后若干年内应该是安全的。
类似于DES,IDEA算法也是一种数据块加密算法,它设计了一系列加密轮次,每轮加密都使用从完整的加密密钥中生成的一个子密钥。与DES的不同处在于,它采用软件实现和采用硬件实现同样快速。
由于IDEA是在美国之外提出并发展起来的,避开了美国法律上对加密技术的诸多限制,因此,有关IDEA算法和实现技术的书籍都可以自由出版和交流,可极大地促进IDEA的发展和完善。
2、   算法详解:

算法用了52个子密钥(8轮中的每一轮需要6个,其他4个用与输出变换)。首先,将128-位密钥分成8个16-位子密钥。这些是算法的第一批8个子密钥(第一轮六个,第二轮的头两个)。然后,密钥向左环移x位后再分成8个子密钥。开始4个用在第二轮,后面4个用在第三轮。密钥再次向左环移25位产生另外8个子密钥,如此进行直到算法结束。具体是:
IDEA总共进行8轮迭代操作,每轮需要6个子密钥,另外还需要4个额外子密钥,所以总共需要52个子密钥,这个52个子密钥都是从128位密钥中扩展出来的。
首先把输入的Key分成8个16位的子密钥, 1~6号子密钥供第一轮加密使用,7~8号子密钥供第二轮使用,然后把这个128位密钥循环左移25位,这样Key = k26k27k28…k24k25。
把新生成的Key在分成8个16位的子密钥,1~4号子密钥供第二轮加密使用(前面已经提供了两个)5~8号子密钥供第三轮加密使用。到此我们已经得到了16个子密钥,如此继续,当循环左移了5次之后已经生成了48个子密钥,还有四个额外的子密钥需要生成,再次把Key循环左移25位,。
输入的64-位数据分组被分成4个16-位子分组:xl,X2,x3和x4。这4个子分组成为算法的第一轮的输入,总共有8轮。在每一轮中,这4个子分组相互相异或,相加,相乘,且与6个16-位子密钥相异或,相加,相乘。在轮与轮间,第二和第三