serpent 加密密钥调度，如何传递密钥扩展为 256 位

Question

我试图从头开始实现蛇加密算法作为个人项目，现在我被它的密钥调度部分所困扰。根据唯一的文档，https://www.cl.cam.ac.uk/~rja14/Papers/serpent.pdf，我需要将密钥填充为 256，以便开始生成子密钥。

如何在不依赖外部库的情况下应用填充。

这是我编写的代码，但我不能 100% 确定它会引导我实现我想要实现的目标

void prekeyexpasion(unsigned char * key,unsigned char * expandedkeys){
    //padd the key to 256
    int originalkeylen = strlen((const char*)key);
    int lenOfPaddedkey = originalkeylen;
    if(lenOfPaddedkey % 32 !=0){
        lenOfPaddedkey = (lenOfPaddedkey / 32 + 1) * 32;
    }
    unsigned char * paddedkey = new unsigned char[lenOfPaddedkey];

    for (int i = 0; i < lenOfPaddedkey; i++){
        if ( i >= originalkeylen){
            paddedkey[i] = 1;
        }
        else{
            paddedkey[i] = key[i];
        }
        
    }
    //expand to 33 128bit subkeys
    //split per 128bit subkeys to 8 32 bit subsubkey

    
    
}

Answer 1

让我们看一下标准，假设本文开头指出的小端表示：

用户密钥长度是可变的，但出于此目的 提交我们将其固定为 128、192 或 256 位；少的短键 超过 256 位通过附加映射到 256 位的全长密钥 一个“1”位到 MSB 端，然后是所需数量的“0”位 组成 256 位。

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然后看看你的代码：

int originalkeylen = strlen((const char*)key);

首先，密钥不是密码。它是二进制字符串，而不是文本字符串。这意味着 strlen 不能用于键。相反，密钥的大小应在提供时包含在密钥中（或者您应该使用更高级别的构造来传递密钥，毕竟这是 C++，而不是 C）。

int lenOfPaddedkey = originalkeylen;

一般情况下，我永远不会为变量分配不正确的值，即使暂时也不会。

if(lenOfPaddedkey % 32 !=0){
    lenOfPaddedkey = (lenOfPaddedkey / 32 + 1) * 32;
}

您首先使用警卫检查密钥大小是否正确。在这种情况下，不需要% 32，您不妨使用lenOfPaddedkey != 32。除此之外，lenOfPaddedkey / 32 将始终为零，因此整行也可能是int lenOfPaddedkey = 32，这应该是正确的。但是，如果它总是 32，为什么还需要一个变量呢？

unsigned char * paddedkey = new unsigned char[lenOfPaddedkey];

嗯，我不喜欢在这里使用char *，但是好的，我们有一个由字节组成的新缓冲区。请注意，此调用不会初始化为零，请参阅here 了解更多信息。

for (int i = 0; i < lenOfPaddedkey; i++){

好的，很好，虽然只是输入一个 32 字面量（作为常量/#define 可能会加快速度）。

    if ( i >= originalkeylen){
        paddedkey[i] = 1;
    }

这是不正确的，应该只添加一位/字节，然后添加零位/字节。

    else{
        paddedkey[i] = key[i];
    }

是的，仅使用库调用来复制字节可能会更快。

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改为：

1. 检查密钥的大小，应为 16、24 或 32 字节；

2. 创建 4 个 int32_t 值的 padded_key 缓冲区；

3. 将字节复制到padded_key 缓冲区（查看this answer，注意C++ 整数是未定义的混乱）；

4. 如果需要，执行填充：

   一个。如果 2 个 int32_t 用于 128 位密钥，则将第 3 个 int32_t 设置为值 1，并将最后一个 int32_t 设置为零；

   b.如果 3 个 int32_t 用于 192 位密钥，则将第 4 个 int32_t 设置为值 1。

现在您可以根据 32 位字中的填充密钥继续进行密钥扩展（您可能首先需要更大的缓冲区吗？）。