密码应用-轻量级分组加密算法FeW

轻量级分组加密算法FeW

FeW算法为基于Feistel结构设计的轻量级分组密码算法。算法分组大小为64位，密钥长度分别为80位(FeW-80)和128位(FeW-128)。FeW算法共迭代32轮，每轮轮函数F由P盒置换、4部分组成。

（1）轮密钥加层

将32位的轮密钥与32位的中间状态逐比特异或。

中间状态为B…B，轮密钥为…RK，则=B+RK

（2）S盒代换层

把（1）中输出的32位中间状态划分为8个4-bit的…y7，然后y7依次进入8个（s0……s7）相同的4X4S盒，输出为s0[y0]……s7[y7]。

（3）P盒置换层

把（2）中输出的32位中间状态划分为8个4-bit的，然后进行换位置换，输出为z0……z7。

（4）线性扩散函数L1和L2

轮密钥生成算法

FeW密码算法的密钥扩展主要采用循环移位寄存器和使用与加密过程相同4-bit的S盒代换计算相结合的方式，先将80bit初始密钥保存在移位寄存器K0中。

考虑到FeW算法的实现性能和密码安全性的平衡，密钥为80bit的FeW的密钥扩展算法步骤如下：

第i轮密钥扩展():

1。首先将寄存器中的密钥中间状态K循环左移13bit：

k79k78…k1k0=k66k65…k68k67

2。然后用FeW加密算法中使用的的4-bitS盒，与经过循环左移后的轮密钥K的左边4bit值进行代换运算：

k79k78k77k76=S[k79k78k77k76]=S[]  k3k2k1k0=S[k3k2k1k0]

。最后将轮密钥中k11k10k9k8k7k6k5k4与6bit轮计数器轮数round_counter进行按位异或运算：

k11k10k9k8k7k6k5k4=[k11k10k9k8k7k6k5k4]⊕round_counter

4。然后取当前寄存器中密钥中间状态K的左边16bit：Ki=k15k14…k1k0=k79k78…k65k64作为第i轮的候选轮密钥，取连续两轮当前寄存器中密钥中间状态K的左边16bit共计32bit作为第i轮的轮密钥。

K2i=

第2i+1轮密钥扩展算法输出的获选密钥：K2i+1==k79k78…k65k64

第i轮轮密钥RKi= K2i||K2i+1