1.17 SKIPJACK加密算法

SKIPJACK是一種分組加密算法，其輸入、輸出分組為64比特，密鑰長度為80比特。輸入明文（密文）分成4個16比特的字，交替使用A和B兩種步進規則，經32次步進（即32層迭代變換）生成密文（明文）。第1～8次步進、17～24次進步按步進規則A進行，第9～16次步進、25～32次步進按步進規則B進行。A和B兩種步進規則如圖1.17.1所示。

圖1.17.1中，w1～w4表示4個16比特的字；G是依賴的密鑰可逆變換，也稱為G置換；計數器取值范圍1～32，分別用于32次步進。

用上角標i表示第i步進變化后的狀態，即用表示明文，表示經 i次步進后的狀態，則步進規則A和B可用下列公式來表示。

1．加密

（1）步進規則A如下：

（2）步進規則B如下：

i=0,1, …,31

經上述32次步進后，可得，即密文。

2．脫密

（1）步進規則A的逆運算：

（2）進步規則B的逆運算：

經上述32次步進后，可得，即明文。

G置換依賴于密鑰的4層Feistel結構，如圖1.17.2所示。

將80比特的密鑰分成10個字節，記為k0～k9。將第i步進輸入的16比特的字分成高位和低位兩個字節，分別記為g1和g2，迭代計算如下：

g3=F(g2⊕k4i)⊕g1

g4=F(g3⊕k4i+1)⊕g2

g5=F(g4⊕k4i+2)⊕g3

g6=F(g5⊕k4i+3)⊕g4

則

Gi(g1‖g2)=g5‖g6

式中，“‖”表示兩個字節相連接。在k4i～k4i+3中，下角進行的是模10加。

類似地有

(Gi)-1(g5‖g6)=g1‖g2

式中，gj=F(gj+1⊕k4i+j-1)⊕gj+2, j=4,3,2,1。

G置換中的F函數是8比特的字節非線性代替，如下所示。用高4比特表示行，低4比特表示列，如F(7a)=d6。

SKIPJACK加密算法有類似于DES的四種工作方式，它們是：

輸出反饋（OFB）方式：64比特。

密文反饋（CFB）方式：64比特、32比特、16比特、8比特。

電子密本（ECB）方式：64比特。

密文分組鏈接（CBC）方式：64比特。

例如，電子密本方式（下面所有數值都以十六進制的形式表示，左邊為最高比特）。

明文輸入為：33221100ddccbbaa。

密鑰為：00998877665544332211。

中間步驟如下：

密文輸出為2587 cae2 7a12 d300。