Модуль для RC6 шифрования

Автор: Матвеев Игорь

Переквалифицировался хакер в священника и однажды приходит на проповедь после большого перепоя. Заплетающимся языком:
- И да поможет тебе F1, и сохранит тебя F2! Во имя Controla, Alta и святого Dela, да будет так - Reset!

Данная статья является логическим завершением темы шифрования данных, которой я посвятил три статьи (Модуль для IDEA шифрования, Модуль для RC5 шифрования и данная). Данная статья посвящена алгоритму шифрования RC6.

Как я уже говорил, RC6 Очень похож на RC5, во всяком случае расчет подключа производится тем же способом, что и в RC5. RC6 участвовал в конкурсе на звание AES и, по некоторым данным, не выиграл только из-за медленной работы аппаратных реализаций. Программные же реализации RC6, пожалуй, являются самыми быстрыми среди алгоритмов шифрования, при обеспечении достаточной стойкости шифра.

Нижепредставленный модуль построен по тому же принципу, что и предыдущие - имена функций совпадают и если вы хотите заменить в своей программе шифрование с IDEA или RC5 на RC6 - просто добавьте модуль RC6, а IDEA или RC5 - удалите из списка uses.

Шифр RC6, в отличии от RC5, оперирует блоками по 16 байт, а модуль построен так, что если при шифрации методами: EncryptCopy, DecryptCopy, EncryptStream, DecryptStream размер данных не будет кратен 16 - последний блок длинной 1..15 байт не шифруется и в "чистом" виде добавляется к зашифрованным. Также и при дешифровании - если последний блок размером 1..15 байт он не дешифруется а добавляется к расшифрованным данным. Такой подход обеспечивает в полной мере "симметричное" шифрование так как размеры входных и выходных данных полностью совпадают. Однако такой подход приводит к некоторым сложностям, если последний блок также нуждается в шифровании. На мой взгляд лучший выход - добавить при шифровании к исходным данным строку определенной длинны и после дешифрования отсечь с конца строку той же длинны.

Также в заключении цыкла статей, посвященных шифрованию я подготовил примеры по всем представленным алгоритмам (IDEA, RC5, RC6).

Загрузить демо примеры

А вот последний модуль:

{ *********************************************************************** }
{                                                                         }
{ Delphi Еncryption Library                                               }
{ Еncryption / Decryption stream - RC6                                    }
{                                                                         }
{ Copyright (c) 2004 by Matveev Igor Vladimirovich                        }
{ With offers and wishes write: [email protected]                         }
{                                                                         }
{ *********************************************************************** }
unit RC6;
interface
uses
SysUtils, Classes;
const
Rounds    = 20;
KeyLength = 2 * (Rounds + 2);
BlockSize = 16;
KeySize   = 16 * 4;
P32       = $b7e15163;
Q32       = $9e3779b9;
lgw       = 5;
type
TRC6Block = array[1..4] of LongWord;
var
S      : array[0..KeyLength-1] of LongWord;
Key    : string;
KeyPtr : PChar;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Дополнительные функции
procedure Initialize(AKey: string);          // Инициализация
procedure CalculateSubKeys;                  // Подготовка подключей
function EncipherBlock(var Block): Boolean;  // Шифрация блока (16 байт)
function DecipherBlock(var Block): Boolean;  // Дешифрация блока
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Главные функции
function EncryptCopy(DestStream, SourseStream : TStream; Count: Int64;
Key : string): Boolean;    // Зашифровать данные из одного потока в другой
function DecryptCopy(DestStream, SourseStream : TStream; Count: Int64;
Key : string): Boolean;    // Расшифровать данные из одного потока в другой
function EncryptStream(DataStream: TStream; Count: Int64;
Key: string): Boolean;     // Зашифровать содержимое потока
function DecryptStream(DataStream: TStream; Count: Int64;
Key: string): Boolean;     // Расшифровать содержимое потока
implementation
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function ROL(a, s: LongWord): LongWord;
asm
mov    ecx, s
rol    eax, cl
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function ROR(a, s: LongWord): LongWord;
asm
mov    ecx, s
ror    eax, cl
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
procedure InvolveKey;
var
TempKey : string;
i, j    : Integer;
K1, K2  : LongWord;
begin
// Разворачивание ключа до длинны KeySize = 64
TempKey := Key;
i := 1;
while ((Length(TempKey) mod KeySize) <> 0) do
begin
TempKey := TempKey + TempKey[i];
Inc(i);
end;
i := 1;
j := 0;
while (i < Length(TempKey)) do
begin
Move((KeyPtr+j)^, K1, 4);
Move(TempKey[i], K2, 4);
K1 := ROL(K1, K2) xor K2;
Move(K1, (KeyPtr+j)^, 4);
j := (j + 4) mod KeySize;
Inc(i, 4);
end;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
procedure CalculateSubKeys;
var
i, j, k : Integer;
L       : array[0..15] of LongWord;
A, B	 : LongWord;
begin
// Копирование ключа в L
Move(KeyPtr^, L, KeySize);
// Инициализация подключа S
S[0] := P32;
for i := 1 to KeyLength-1 do
S[i] := S[i-1] + Q32;
// Смешивание S с ключом
i := 0;
j := 0;
A := 0;
B := 0;
for k := 1 to 3*KeyLength do
begin
A := ROL((S[i] + A + B), 3);
S[i] := A;
B := ROL((L[j] + A + B), (A + B));
L[j] := B;
i := (i + 1) mod KeyLength;
j := (j + 1) mod 16;
end;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
procedure Initialize(AKey: string);
begin
GetMem(KeyPtr, KeySize);
FillChar(KeyPtr^, KeySize, #0);
Key := AKey;
InvolveKey;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function EncipherBlock(var Block): Boolean;
var
RC6Block : TRC6Block absolute Block;
i	   : Integer;
t, u	   : LongWord;
Temp	   : LongWord;
begin
// Инициализация блока
Inc(RC6Block[2], S[0]);
Inc(RC6Block[4], S[1]);
for i := 1 to Rounds do
begin
t := ROL((RC6Block[2] * (2*RC6Block[2] + 1)), lgw);
u := ROL((RC6Block[4] * (2*RC6Block[4] + 1)), lgw);
RC6Block[1] := ROL((RC6Block[1] xor t), u) + S[2*i];
RC6Block[3] := ROL((RC6Block[3] xor u), t) + S[2*i+1];
Temp := RC6Block[1];
RC6Block[1] := RC6Block[2];
RC6Block[2] := RC6Block[3];
RC6Block[3] := RC6Block[4];
RC6Block[4] := Temp;
end;
RC6Block[1] := RC6Block[1] + S[2*Rounds+2];
RC6Block[3] := RC6Block[3] + S[2*Rounds+3];
Result := TRUE;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function DecipherBlock(var Block): Boolean;
var
RC6Block : TRC6Block absolute Block;
i	   : Integer;
t, u	   : LongWord;
Temp	   : LongWord;
begin
// Инициализация блока
RC6Block[3] := RC6Block[3] - S[2*Rounds+3];
RC6Block[1] := RC6Block[1] - S[2*Rounds+2];
for i := Rounds downto 1 do
begin
Temp := RC6Block[4];
RC6Block[4] := RC6Block[3];
RC6Block[3] := RC6Block[2];
RC6Block[2] := RC6Block[1];
RC6Block[1] := Temp;
u := ROL((RC6Block[4] * (2*RC6Block[4] + 1)),lgw);
t := ROL((RC6Block[2] * (2*RC6Block[2] + 1)),lgw);
RC6Block[3] := ROR((RC6Block[3]-S[2*i+1]), t) xor u;
RC6Block[1] := ROR((RC6Block[1]-S[2*i]), u) xor t;
end;
Dec(RC6Block[4], S[1]);
Dec(RC6Block[2], S[0]);
Result := TRUE;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Реализация главных функций
function EncryptCopy(DestStream, SourseStream : TStream; Count: Int64;
Key : string): Boolean;
var
Buffer   : TRC6Block;
PrCount  : Int64;
AddCount : Byte;
begin
Result := True;
try
if Key = '' then
begin
DestStream.CopyFrom(SourseStream, Count);
Exit;
end;
Initialize(Key);
CalculateSubKeys;
PrCount := 0;
while Count - PrCount >= BlockSize do
begin
SourseStream.Read(Buffer, BlockSize);
EncipherBlock(Buffer);
DestStream.Write(Buffer, BlockSize);
Inc(PrCount, BlockSize);
end;
AddCount := Count - PrCount;
if Count - PrCount <> 0 then
begin
SourseStream.Read(Buffer, AddCount);
DestStream.Write(Buffer, AddCount);
end;
except
Result := False;
end;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function DecryptCopy(DestStream, SourseStream : TStream; Count: Int64;
Key : string): Boolean;
var
Buffer   : TRC6Block;
PrCount  : Int64;
AddCount : Byte;
begin
Result := True;
try
if Key = '' then
begin
DestStream.CopyFrom(SourseStream, Count);
Exit;
end;
Initialize(Key);
CalculateSubKeys;
PrCount := 0;
while Count - PrCount >= BlockSize do
begin
SourseStream.Read(Buffer, BlockSize);
DecipherBlock(Buffer);
DestStream.Write(Buffer, BlockSize);
Inc(PrCount, BlockSize);
end;
AddCount := Count - PrCount;
if Count - PrCount <> 0 then
begin
SourseStream.Read(Buffer, AddCount);
DestStream.Write(Buffer, AddCount);
end;
except
Result := False;
end;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function EncryptStream(DataStream: TStream; Count: Int64; Key: string): Boolean;
var
Buffer   : TRC6Block;
PrCount  : Int64;
begin
Result := True;
try
if Key = '' then
begin
DataStream.Seek(Count, soFromCurrent);
Exit;
end;
Initialize(Key);
CalculateSubKeys;
PrCount := 0;
while Count - PrCount >= BlockSize do
begin
DataStream.Read(Buffer, BlockSize);
EncipherBlock(Buffer);
DataStream.Seek(-BlockSize, soFromCurrent);
DataStream.Write(Buffer, BlockSize);
Inc(PrCount, BlockSize);
end;
except
Result := False;
end;
end;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function DecryptStream(DataStream: TStream; Count: Int64; Key: string): Boolean;
var
Buffer   : TRC6Block;
PrCount  : Int64;
begin
Result := True;
try
if Key = '' then
begin
DataStream.Seek(Count, soFromCurrent);
Exit;
end;
Initialize(Key);
CalculateSubKeys;
PrCount := 0;
while Count - PrCount >= BlockSize do
begin
DataStream.Read(Buffer, BlockSize);
DecipherBlock(Buffer);
DataStream.Seek(-BlockSize, soFromCurrent);
DataStream.Write(Buffer, BlockSize);
Inc(PrCount, BlockSize);
end;
except
Result := False;
end;
end;
// Завершение главных функций ...
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
end.

Далее: Модуль для подсчета CRC64 »»