AVR单片机的RC5和RC6算法比较与改进

摘要：RC5及RC6是两种新型的分组密码。AVR高速嵌入式单片机功能强大，在无线数据传输应用方面很有优势。本文基于Atmega128高速嵌入式单片机，实现RC5和RC6加密及解密算法，并对算法进行汇编语言的优化及改进。根据实验结果。对两种算法的优热点进行比较和分析。

    关键词：Atmega128 RC5 RC6 分组密码 混合密钥 Flash

引言

在无线局域网中，传输的介质主要是无线电波和红外线，任何具有接收能力的窍听者都有可能拦截无线信道中的数据，掌握传输的内容，造成数据泄密。因此，对于无线局域网来说，数据的加密是关键技术之一。

AVR高速嵌入式单片机是8位RISC MCU，执行大多数指令只需一个时钟周期，速度快（8MHz AVR的运行速度约等于200MHz C51的运行速度）；32个通用寄存器直接与ALU相连，消除和运算瓶颈。内嵌可串行下载或自我编程的Flash和EPPROM，功能繁多，具有多种运行模式。

依照IEEE1999年发布的802.11无线局域网协议标准，采用Atmel公司的Atmega128高速嵌入式单片机，开发无线数据传输装置。为了实现无线数据传输时的安全性，同时尽可能节省成本，采用软件进行加密、解密。这就对算法的简法性、高速性及适应性提出了很高的要求。RC5和RC6两种新型的分组加密算法能够比较好地满足上述的要求。

1 RC5及RC6算法

1.1 RC5及RC6的参数

RC5及RC6是参数变量的分组算法，实际上是由三个参数确定的一个加密算法族。一个特定的RC5或者RC6可以表示为RC5-w/r/b或者RC6-w/r/b。其中这三个参数w、f和b分别按照表1所列定义。

表1 RC5及RC6算法参数定义

参  数 定  义 常  用 w 以比特表示的字的尺寸 16,32,64 r 加密轮数 0～255 b 密钥的字节长度 0～255

1.2 RC5及RC6字运算部件

RC5及RC6均由三部分组成，分别为混合密钥生成过程、加密过程和解密过程。在这两种算法中，共使用了六种基本运算：

①模2w加法运算，表示为“+”；

②模2w减法运算，表示为“-”；(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)

③逐位异或运算，表示为+；

④循环左移，字a循环左移b比特表示为“a<<<b”；

⑤循环右移，字a循环右移b比特表示为“a>>>b”；

⑥模2w乘法，表示为“×”。

RC5算法运用了上述的①～⑤运算部分，RC6算法使用了上述所有的运算部件。

1.3 RC5算法

（1）RC5算法混合密钥生成过程的伪代码表示

S[0]=Pw

for i=1 to t-1 do

S[i]=S[i-1]+Qw

输入比特数大小为8，密钥长度为b的用户密钥K[0]至K[b-1]

转换K[0]至K[b-1]为数组长度为c，比特数为w的L[]数组

i=j=0 x=y=0

do 3×max(t,c)times：

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