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AVR单片机的RC5和RC6算法比较与改进


A=A+S[2i+2]C=C+S[2i+3]

Output(A,B,C,D)

其中初始的A、B、C、D分别为要加密的四个比特数为w的数据,最终的A、B、C、D分别为加密好的四个比特数为w的数据。

(3)RC6解密算法过程的伪代码表示

Input(A,B,C,D)

C=C-S[2i+3]A=A-S[2i+2]

for i=1 to r do

(A,B,C,D)=(D,A,B,C)

u=(D×(2D+1))<<<log2w

t=(B×(2B+1))<<<log2w

C=((C-S[2(r-i)+3])>>>t)+u

A=((A-S[2(r-i)+2])>>>u)+t

D=D-S[1] B=B-S[0]

Output(A,B,C,D)

其中初始的A、B、C、D分别为已经被加密的四个比特数为w的数据,最终的A、B、C、D分别为解密后的四个比特数为w的数据。

2 RC5和RC6算法的实现及改进

2.1 AVR单片机的RC5和RC6算法流程

RC5及RC6算法加密过程实现流程图如图1所示,解密过程实现流程图如图2所示,总体过程流程图如图3所示。

2.2 AVR单片机RC5和RC6算法的改进

①在进行算法流程的安排时,考虑到AVR高速嵌入式单片机只有32个8位寄存器,为了节省寄存器的使用,应该在混合密钥生成过程执行后,再把待加密的数据赋予寄存器。这样在混合密钥生成过程以前的寄存器都可以被使用,而不会对整个算法的执行结果造成影响。

②在进行RC5及RC6算法参数的选择时,考虑到AVR高速嵌入式单片机指令最多只支持16位数据相加以及程序的简洁化,所以在本程序中选择w为16而没有选择w为32,r和b的值依据Rivest的建议分别取为12和16。

③在执行算法中的左循环或者右循环运算时,考虑到循环移位的效果,实际循环移位的位数应该为要执行移位次数的低1log2w位。在本程序中为要执行移位次数的后四位。

④在执行算法中的模2w加法运算、模2w减法运算、模2w乘法运算时,由于2w的取值为65536,而2个8位寄存器(0~15位)最高可以表示数据的值为65535,数据再大就要向高位进位,所以在本程序执行上述的算法只需要考虑到2个8位寄存器所表达的值就得到了上述运算的最终结果,而不用再进行模2w运算。

⑤为了提高数据加密及解密的速率,可以把混合密钥生成过程提前执行,以使之生成一张混合密钥表。把这个表装入发送数据端Atmega128高速嵌入式单片机和接收数据端Atmega128高速嵌入式单片机的Flash中,从而在以后的加密与解密过程中直接使用混合密钥。值得注意的是,每当用户输入的用户密钥发生改变时,必须重新执行混合密钥生成过程,并且重新给Flash装载重新生成后的混合密钥表。在本程序中,RC5混合密钥表共占据52个8位寄存单元,RC6混合密钥表共占据56个8位存储单元。

⑥在本程序中运用加法运算以及移位运算实现了16位二进制数乘以16位二进制数的无符号运算。该运算的子程序如下:

chengfa:cl

《AVR单片机的RC5和RC6算法比较与改进(第3页)》
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