Модуль для RC5 шифрования

Прежде всего немного о самом алгоритме: алгоритм был разработан Рональдом Ривестом (Ronald L. Rivest) для компании RSA Data Security. На основе RC5 в свое время был создан алгоритм шифрования RC6, который участвовал в конкурсе на звание AES (Advanced Encryption Standard - "Продвинутый" алгоритм шифрования). объявленном национальным институтом стандартизации и технологий для замены уже устаревшего алгоритма DES. Тогда RC6 не выиграл только из-за низкой производительности аппаратных реализаций алгоритма. А программные реализации RC5 и RC6 являются, пожалуй, самыми быстрыми среди всех алгоритмов шифрования, обеспечивающих достаточную стойкость перед атаками.

 Например, по некоторым данным скорость грамотно построенной аппаратной реализации алгоритма RC5 на компьютере с скоростью процессора 200 МГц может достигать 10..11 Мбайт/сек, а алгоритма RC6 - 11..12 Мбайт/сек. Для сравнения - скорость работы алгоритма Rijndael (победитель конкурса на звание AES) при вышеозначенных характеристиках процессора может достигать максимум 7 Мбайт/сек.

 Если вам срочно нужно внедрить алгоритмы шифрования в свои коммерческие проекты - на мой взгляд лучший выбор это RC5 или RC6. И не только потому, что они значительно проще в реализации, чем, например, IDEA, но и потому, что RC5 и RC6 (насколько я знаю - ручаться не могу) свободные алгоритмы и вы не должны отчислять часть прибыли при коммерческом использовании алгоритма.

 Итак, RC5 работает с блоками по восемь байт - два 32 битных слова. В отличии от IDEA и Rijndael в RC5 после развертывания ключа вычисляется один подключ, который используется и при шифровании, и при дешифровании. RC5, как и большинство алгоритмов - раундовый алгоритм, другими словами, при шифрации блока над ним производятся одни и те же операции несколько раз, в RC5 таких раундов 12.

 Вот пожалуй и все, что вам нужно знать о теории алгоритма RC5, все остальное видно из модуля. Модуль RC5 похож на модуль IDEA из моей предыдущей статьи. Если вы уже используете модуль IDEA в своих программах - для использования RC5 вам достаточно просто уброть из uses модуль IDEA и включить туда модуль RC5 (все имена методов сохраняются).

{ *********************************************************************** }
{ }
{ Delphi Еncryption Library }
{ Еncryption / Decryption stream - RC5 }
{ }
{ Copyright (c) 2004 by Matveev Igor Vladimirovich }
{ With offers and wishes write: teap_leap@mail.ru }
{ }
{ *********************************************************************** }

unit RC5;

interface

uses
 SysUtils, Classes;

type
 TRC5Block = array[1..2] of LongWord;

const
 Rounds = 12;
 BlockSize = 8;
 BufferSize = 2048;
 KeySize = 64;
 KeyLength = 2 * (Rounds + 1);

 P32 = $b7e15163;
 Q32 = $9e3779b9;

var
 Key : string;
 KeyPtr : PChar;

 S : array[0..KeyLength-1] of LongWord;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Дополнительные функции

procedure Initialize(AKey: string); // Инициализация
procedure CalculateSubKeys; // Подготовка подключей
function EncipherBlock(var Block): Boolean; // Шифрация блока (8 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 64 символа
 TempKey := Key;
 i := 1;
 while ((Length(TempKey) mod KeySize) <> 0) do
 begin
 TempKey := TempKey + TempKey[i];
 Inc(i);
 end;

 // Now shorten the key down to one KeySize block by combining the bytes
 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 Initialize(AKey: string);
begin
 Key := AKey;
 GetMem(KeyPtr, KeySize);
 FillChar(KeyPtr^, KeySize, #0);

 InvolveKey;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

{$R-,Q-}

procedure CalculateSubKeys;
var
 i, j, k : Integer;
 L : array[0..15] of LongWord;
 A, B : LongWord;
begin
 // Copy the key into L
 Move(KeyPtr^, L, KeySize);

 // Now initialize the S table
 S[0] := P32;
 for i := 1 to KeyLength-1 do
 S[i] := S[i-1] + Q32;

 // Now scramble the S table with the key
 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;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


function EncipherBlock(var Block): Boolean;
var
 RC5Block : TRC5Block absolute Block;
 i : Integer;
begin
 Inc(RC5Block[1], S[0]);
 Inc(RC5Block[2], S[1]);

 for i := 1 to Rounds do
 begin
 RC5Block[1] := ROL((RC5Block[1] xor RC5Block[2]), RC5Block[2]) + S[2*i];
 RC5Block[2] := ROL((RC5Block[2] xor RC5Block[1]), RC5Block[1]) + S[2*i+1];
 end;

 Result := TRUE;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

function DecipherBlock(var Block): Boolean;
var
 RC5Block : TRC5Block absolute Block;
 i : Integer;
begin
 for i := Rounds downto 1 do
 begin
 RC5Block[2] := ROR((RC5Block[2]-S[2*i+1]), RC5Block[1]) xor RC5Block[1];
 RC5Block[1] := ROR((RC5Block[1]-S[2*i]), RC5Block[2]) xor RC5Block[2];
 end;

 Dec(RC5Block[2], S[1]);
 Dec(RC5Block[1], S[0]);

 Result := TRUE;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Реализация главных функций

function EncryptCopy(DestStream, SourseStream : TStream; Count: Int64;
 Key : string): Boolean;
var
 Buffer : TRC5Block;
 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 >= 8 do
 begin
 SourseStream.Read(Buffer, BlockSize);
 EncipherBlock(Buffer);
 DestStream.Write(Buffer, BlockSize);
 Inc(PrCount, 8);
 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 : TRC5Block;
 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 >= 8 do
 begin
 SourseStream.Read(Buffer, BlockSize);
 DecipherBlock(Buffer);
 DestStream.Write(Buffer, BlockSize);
 Inc(PrCount, 8);
 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 : TRC5Block;
 PrCount : Int64;
begin
 Result := True;
 try
 if Key = '' then
 begin
 DataStream.Seek(Count, soFromCurrent);
 Exit;
 end;
 Initialize(Key);
 CalculateSubKeys;
 PrCount := 0;
 while Count - PrCount >= 8 do
 begin
 DataStream.Read(Buffer, BlockSize);
 EncipherBlock(Buffer);
 DataStream.Seek(-BlockSize, soFromCurrent);
 DataStream.Write(Buffer, BlockSize);
 Inc(PrCount, 8);
 end;
 except
 Result := False;
 end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

function DecryptStream(DataStream: TStream; Count: Int64; Key: string): Boolean;
var
 Buffer : TRC5Block;
 PrCount : Int64;
begin
 Result := True;
 try
 if Key = '' then
 begin
 DataStream.Seek(Count, soFromCurrent);
 Exit;
 end;
 Initialize(Key);
 CalculateSubKeys;
 PrCount := 0;
 while Count - PrCount >= 8 do
 begin
 DataStream.Read(Buffer, BlockSize);
 DecipherBlock(Buffer);
 DataStream.Seek(-BlockSize, soFromCurrent);
 DataStream.Write(Buffer, BlockSize);
 Inc(PrCount, 8);
 end;
 except
 Result := False;
 end;
end;

// Завершение главных функций ...
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

{$R+,Q+} 

end.

 Вот и все что касается RC5 шифрования, в следующей статье мы рассмотрим алгоритм RC6 - заранее могу сказать, что он очень похож на RC5.

 Перепечатка данной статьи разрешается автором только без изменения, модуль, представленный в данной статье абсолютно свободен для использования - пользуйтесь!

Матвеев Игорь Владимирович