Tekst źródłowy strony RC5

{{Inne znaczenia|[[Kryptologia|kryptografii]]|[[RC5 (RTV)]]}}
{{Algorytm krypto infobox
 |nazwa          = RC5
 |inne nazwy     = 
 |grafika        = RC5 InfoBox Diagram.png
 |opis grafiki   = Runda algorytmu RC5
 |rodzaj         = [[Algorytm symetryczny|symetryczny]] [[szyfr blokowy]]
 |data           = [[1994]]
 |autorzy        = [[Ron Rivest]]
 |blok wejściowy = 32, 64, 128
 |blok wyjściowy = 
 |klucz          = 0 do 2040
 |rundy          = 1 do 255
 |data złamania  = 
 |złamany przez  = 
 |ataki          = 
}}
'''RC5''' – szybki [[szyfr blokowy]] opracowany przez [[Ron Rivest|Ronalda Rivesta]] w [[1994]] roku, dla [[RSA Security]]. '''RC5''' nie jest kolejną wersją algorytmu [[RC4]], który jest [[szyfr strumieniowy|szyfrem strumieniowym]] szyfrującym pojedyncze [[bajt]]y, a nie całe bloki. Natomiast [[RC6]] jest ulepszoną wersją '''RC5'''. Tak więc '''RC5''' i '''RC4''' niewiele mają wspólnego poza nazwą i ich autorem. ''RC'' jest skrótem od ''Rivest Cipher'' lub stosowanym zamiennie ''Ron’s Code''.

RC5 stosuje zmienną długość bloków (32, 64 lub 128 [[bit]]ów), [[Klucz (kryptografia)|kluczy]] (od 0 do 2040 bitów) oraz liczbę rund (od 1 do 255).

== Algorytm ==
Zarówno przy szyfrowaniu, jak i odszyfrowywaniu następuje rozszerzenie losowego klucza na 2(r+1) wyrazów, które będą kolejno użyte w procesie szyfrowania i odszyfrowywania
(każdy z nich zostanie użyty tylko raz).

=== Rozszerzenie klucza ===
Poniżej przedstawiono [[algorytm]] rozszerzenia klucza (zarówno w pseudokodzie, jak i w [[C (język programowania)|języku C]]).

Używane są następujące zmienne<ref>http://people.csail.mit.edu/rivest/Rivest-rc5rev.pdf</ref>:
* w – Długość słowa wyrażona w bitach, wynosi przeważnie 16, 32 lub 64. Szyfrowanie odbywa się za pomocą dwuwyrazowych bloków.
* u = w/8 – Długość słowa, wyrażona w bajtach.
* b – Długość klucza, wyrażona w bajtach.
* K[] – Klucz, rozważany jako tablica bajtów (przy indeksowaniu rozpoczynającym się od 0.)
* c – Długość klucza, wyrażona w ilości słów (wynosi 1, jeżeli b = 0).
* L[] – Tymczasowa tablica robocza używana do tzw. mechanizmu „Key schedule”. Zawiera tyle elementów, z ilu słów składa się klucz.
* r – Liczba rund, które odbędą się podczas szyfrowania danych
* t = 2(r+1) – liczba podkluczy rund.
* S[] – Wyrazy podklucza rundy.
* P<sub>w</sub> – Pierwsza stała magiczna, definiowana jako <math>Np((e - 2) * 2^w),</math> gdzie ''Np'' oznacza najbliższą nieparszystą liczbę względem danych wejściowych, ''e'' jest [[Podstawa logarytmu naturalnego|liczbą Eulera]], ''w'' jest zdefiniowane powyżej.

Dla wspólnych wartości ''w'', powiązane wartości P<sub>w</sub> przedstawiono w zapisie szesnastkowym:
* Dla ''w'' = 16: 0xB7E1
* Dla ''w'' = 32: 0xB7E15163
* Dla ''w'' = 64: 0xB7E151628AED2A6B

* Q<sub>w</sub> – Druga stała magiczna, definiowana jako <math>Np((\phi - 1) * 2^w),</math> gdzie ''Np'' oznacza najbliższą nieparszystą liczbę względem danych wejściowych,
<math>\phi</math> oznacza [[Złoty podział]], ''w'' zdefiniowano powyżej. Dla wspólnych wartości ''w'', powiązane wartości Q<sub>w</sub> przedstawiono w zapisie szesnastkowym:
* Dla ''w'' = 16: 0x9E37
* Dla ''w'' = 32: 0x9E3779B9
* Dla ''w'' = 64: 0x9E3779B97F4A7C15

<syntaxhighlight lang="Python">
# "Rozbijanie" klucza K na słowa
# u = w / 8
c = ceiling( max(b, 1) / u )
# L jest początkowo listą o długości c, składającą się z wyrazów o długości w
for i = b-1 down to 0 do:
    L[i/u] = (L[i/u] << 8) + K[i]

# Inicjacja niezależnej od klucza, pseudolosowej tablicy S
# S jest początkowo listą o długości t=2(r+1) zawierającą niezdefiniowane słowa o długości w
S[0] = P_w
for i = 1 to t-1 do:
    S[i] = S[i-1] + Q_w

# Główna pętla mechanizmu "key scheduling"
i = j = 0
A = B = 0
do 3 * max(t, c) times:
    A = S[i] = (S[i] + A + B) <<< 3
    B = L[j] = (L[j] + A + B) <<< (A + B)
    i = (i + 1) % t
    j = (j + 1) % c

# return S
</syntaxhighlight>

W poniższym kodzie używane są następujące wartości zmiennych: w = 32, r = 12, oraz b = 16.

<syntaxhighlight lang="C">
void RC5_SETUP(unsigned char *K)
{
   // w = 32, r = 12, b = 16
   // c = max(1, ceil(8 * b/w))
   // t = 2 * (r+1)
   WORD i, j, k, u = w/8, A, B, L[c];

   for(i = b-1, L[c-1] = 0; i != -1; i--)
      L[i/u] = (L[i/u] << 8) + K[i];

   for(S[0] = P, i = 1; i < t; i++)
      S[i] = S[i-1] + Q;

   for(A = B = i = j = k = 0; k < 3 * t; k++, i = (i+1) % t, j = (j+1) % c)
   {
      A = S[i] = ROTL(S[i] + (A + B), 3);
      B = L[j] = ROTL(L[j] + (A + B), (A + B));
   }
}
</syntaxhighlight>

=== Szyfrowanie ===
Szyfrowanie składa się z kilku rund prostej funkcji. Zaleca się stosowanie 12 lub 20 rund, w zależności od oczekiwanego poziomu bezpieczeństwa i czasu. Poza parametrami zdefiniowanymi powyżej, w przedstawionym algorytmie wykorzystuje się również następujące zmienne:

* A, B – Dwa słowa, tworzące blok [[Tekst jawny|tekstu jawnego]], poddawanego szyfrowaniu

<syntaxhighlight lang="Python">
A = A + S[0]
B = B + S[1]
for i = 1 to r do:
    A = ((A ^ B) <<< B) + S[2 * i]
    B = ((B ^ A) <<< A) + S[2 * i + 1]

# Szyfrogram zawiera dwuwyrazowy blok, składający się kolejno ze słów: A oraz B.
return A, B
</syntaxhighlight>

Przykład w języku C:

<syntaxhighlight lang="C">
void RC5_ENCRYPT(WORD *pt, WORD *ct)
{
   WORD i, A = pt[0] + S[0], B = pt[1] + S[1];

   for(i = 1; i <= r; i++)
   {
      A = ROTL(A ^ B, B) + S[2*i];
      B = ROTL(B ^ A, A) + S[2*i + 1];
   }
   ct[0] = A; ct[1] = B;
}
</syntaxhighlight>

=== Odszyfrowywanie ===
Odszyfrowywanie jest stosunkowo prostym odwróceniem procesu szyfrowania, co przedstawiono w poniższym pseudokodzie:

<syntaxhighlight lang="Python">
for i = r down to 1 do:
    B = ((B - S[2 * i + 1]) >>> A) ^ A
    A = ((A - S[2 * i]) >>> B) ^ B
B = B - S[1]
A = A - S[0]

return A, B
</syntaxhighlight>

Przykład w języku C:

<syntaxhighlight lang="C">
void RC5_DECRYPT(WORD *ct, WORD *pt)
{
   WORD i, B=ct[1], A=ct[0];

   for(i = r; i > 0; i--)
   {
      B = ROTR(B - S[2*i + 1], A) ^ A;
      A = ROTR(A - S[2*i], B) ^ B;
   }

   pt[1] = B - S[1]; pt[0] = A - S[0];
}
</syntaxhighlight>

== Zobacz też ==
* [[RC2]]
* [[RC4]]
* [[RC6]]
* [[Distributed.net]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Linki zewnętrzne ==
* {{Cytuj stronę | url = http://www.rsasecurity.com/rsalabs/node.asp?id=2251 | tytuł = RSA Laboratories FAQ: What are RC5 and RC6? | opublikowany = rsasecurity.com | archiwum = https://web.archive.org/web/20061229220543/http://www.rsasecurity.com/rsalabs/node.asp?id=2251 | zarchiwizowano = 2006-12-29}}
* [http://people.csail.mit.edu/rivest/Rivest-rc5rev.pdf The RC Encryption Algorithm – Ronald L. Rivest, 20 March 1997]

[[Kategoria:Szyfry blokowe]]