11、IDEA加密算法与身份识别技术解析

IDEA加密算法与身份识别技术解析

1. IDEA加密算法概述

IDEA（原名IPES）是由Lai和Massey于1991年提出的一种64位、8.5轮的非Feistel分组密码，使用128位密钥。它是早期设计PES（Proposed Encryption Standard）的改进版本，增强了对差分密码分析的抵抗能力，其密钥调度完全是线性的。

1.1 设计原理

IDEA的设计核心是混合非交换群运算，主要包括：
- 模2¹⁶加法（用⊞表示）
- 异或运算（用⊕表示）
- 模(2¹⁶ - 1)乘法（用⊙表示，其中0 ≡ 2¹⁶）

这些运算基于16位字进行操作。

1.2 轮操作

一轮IDEA运算分为两个不同的半轮操作：
- 密钥混合（T） ：将64位块划分为四个16位字X₁、X₂、X₃、X₄，使用⊙和⊞将密钥字Z₁、Z₂、Z₃、Z₄与数据混合：
[
(X_1, X_2, X_3, X_4) \xrightarrow{T} (X_1 \odot Z_1, X_2 \oplus Z_2, X_3 \oplus Z_3, X_4 \odot Z_4)
]
- M - 混合（M = s ◦ MA） ：其中MA是乘法 - 加法结构，s是交换两个中间字的操作。MA提供不同字之间的扩散，并混入另外两个密钥字Z₅、Z₆：
[
Y_1 = ((X_1 \oplus X_3) \odot Z_5 \oplus (X_2 \oplus X_4)) \odot Z_6 <