AVR單片機(jī)的RC5和RC6算法區(qū)別、實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化

　　表2 常數(shù)Pw、Qw取值表

（2）RC5加密算法過程的偽代碼表示

　　Input(A,B)

　　A=A+S(0)B=B+S[1]

　　for i=1 to r do

　　A=((A+B)B)+S[2i]

　　B=((B+A)A)+S[2i+1]

　　Output(A,B)

　　其中初始的A、B分別為要加密的兩個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)，最終的A、B分別為加密好的兩個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)。

（3）RC5解密算法過程的偽代碼表示

　　Input(A,B)

　　for i=r down to 1 do

　　B=((B-S[2i+1])>>>A)+A

　　A=((A-S[2i])>>>B)+B

　　A=A-S[0] B=B-S[1]

　　Output (A,B)

　　其中初始A、B中的數(shù)據(jù)就是已經(jīng)加密了的比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)，最終的A、B中的數(shù)據(jù)為解密后的比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)。

1.4 RC6算法

（1）RC6算法混合密鑰生成過程偽代碼表示

　　RC6混合密鑰生成過程與RC5相同，只是t的取值為2r+4。

（2）RC6加密算法過程偽代碼表示

　　Input(A,B,C,D)

　　B=B+S[0]D=D+S[1]

　　for i=1 to r do

　　t=(B×(2B+1))log2w

　　u=(D×(2D+1))1og2w

　　A=((A+t)t)+S[2i]

　　C=((C+u)u)+S[2i+1]

　　(A,B,C,D)=(B,C,D,A)

　　A=A+S[2i+2]C=C+S[2i+3]

　　Output(A,B,C,D)

　　其中初始的A、B、C、D分別為要加密的四個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)，最終的A、B、C、D分別為加密好的四個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)。

(3)RC6解密算法過程的偽代碼表示

　　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分別為已經(jīng)被加密的四個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)，最終的A、B、C、D分別為解密后的四個(gè)比特?cái)?shù)為w的數(shù)據(jù)。

2 RC5和RC6算法的實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)

2.1 AVR單片機(jī)的RC5和RC6算法流程

　　RC5及RC6算法加密過程實(shí)現(xiàn)流程圖如圖1所示，解密過程實(shí)現(xiàn)流程圖如圖2所示，總體過程流程圖如圖3所示。

2.2 AVR單片機(jī)RC5和RC6算法的改進(jìn)

　　①在進(jìn)行算法流程的安排時(shí)，考慮到AVR高速嵌入式單片機(jī)只有32個(gè)8位寄存器，為了節(jié)省寄存器的使用，應(yīng)該在混合密鑰生成過程執(zhí)行后，再把待加密的數(shù)據(jù)賦予寄存器。這樣在混合密鑰生成過程以前的寄存器都可以被使用，而不會(huì)對(duì)整個(gè)算法的執(zhí)行結(jié)果造成影響。

　?、谠谶M(jìn)行RC5及RC6算法參數(shù)的選擇時(shí)，考慮到AVR高速嵌入式單片機(jī)指令最多只支持16位數(shù)據(jù)相加以及程序的簡(jiǎn)潔化，所以在本程序中選擇w為16而沒有選擇w為32，r和b的值依據(jù)Rivest的建議分別取為12和16。

　?、墼趫?zhí)行算法中的左循環(huán)或者右循環(huán)運(yùn)算時(shí)，考慮到循環(huán)移位的效果，實(shí)際循環(huán)移位的位數(shù)應(yīng)該為要執(zhí)行移位次數(shù)的低1log2w位。在本程序中為要執(zhí)行移位次數(shù)的后四位。

　?、茉趫?zhí)行算法中的模2w加法運(yùn)算、模2w減法運(yùn)算、模2w乘法運(yùn)算時(shí)，由于2w的取值為65536,而2個(gè)8位寄存器（0～15位）最高可以表 示數(shù)據(jù)的值為65535，數(shù)據(jù)再大就要向高位進(jìn)位，所以在本程序執(zhí)行上述的算法只需要考慮到2個(gè)8位寄存器所表達(dá)的值就得到了上述運(yùn)算的最終結(jié)果，而不用 再進(jìn)行模2w運(yùn)算。