我們?cè)谥暗奈恼轮芯徒榻B過(guò)，AES加密算法是在1997年全世界海選征集評(píng)選出來(lái)的，當(dāng)選的Rijndael算法，也就成為了現(xiàn)在的AES加密算法。那么我們今天來(lái)了解一下，當(dāng)時(shí)排名第二的Serpent加密算法。

Serpent加密算法簡(jiǎn)介

Serpent算法是是一個(gè)非常經(jīng)典的SPN式分組密碼體制，同時(shí)它的安全強(qiáng)度非常高。與Rijndael算法一樣，Serpent尚未有重大安全漏洞被發(fā)現(xiàn)。但與之相比，Serpent的運(yùn)算速度要比Rijndael慢上不少，這也是它落選的主要原因之一。

Serpent加密算法的原理

Serpent算法有兩個(gè)版本，區(qū)別是使用SBOX不同，Serpent-0使用DES的SBOX，Serpent-1使用新的SBOX。而SBOX是算法的核心，是一種非線性的運(yùn)算，XOR/亂序/線性變換都是線性運(yùn)算，本身加密能力弱，主要用于增強(qiáng)雪崩效應(yīng)。

SERPENT使用的SBOX是4bit輸入4bit輸出的。Serpent算法設(shè)計(jì)了8個(gè)SBOX，加密時(shí)0輪用sbox0,1輪用sbox1,……，7輪用sbox7，然后8輪用sbox0，……，15輪用sbox7，依次類推。128bit的輸入拆分成32份，依次進(jìn)入sbox輸出4x32bit的數(shù)據(jù)。

128bit數(shù)據(jù)拆分成32個(gè)4bit數(shù)據(jù)，并行進(jìn)行SBOX運(yùn)算的話，速度會(huì)大大受影響。硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)候，為了提速，可以將每個(gè)SBOX實(shí)例化32個(gè)實(shí)例，然后一個(gè)單位時(shí)間就可以完成原來(lái)32個(gè)時(shí)間的工作量。

解密時(shí)，SBOX使用的順序與加密相反，7 6 5 4 3 2 1 0 7 6…… 子密鑰使用的順序相反，線性變換與加密時(shí)互為反函數(shù)。

Serpent在運(yùn)算時(shí)，每個(gè)BLOCK的長(zhǎng)度是128bit，密鑰長(zhǎng)度 128/192/256bit可選。

在128bit數(shù)據(jù)輸入后，先進(jìn)行一次初始置換打亂順序，然后進(jìn)行32輪運(yùn)算后，進(jìn)行一次最后置換再打亂一次順序，輸出就是運(yùn)算結(jié)果了。

注意，前31輪的運(yùn)算使用同樣的規(guī)則，而最后一輪使用特殊的規(guī)則，這一點(diǎn)不像DES，DES的16輪運(yùn)算都是用同樣的規(guī)則。同DES一樣，初始置換和最后置換互為反函數(shù)。

初始置換的輸入為P（明文），輸出為B（0），每一輪的輸入為B（n），輸出為B（n+1），n為輪數(shù)，0~31。最后置換的輸出為C（密文）。

Serpent加密算法的優(yōu)缺點(diǎn)

正如上文所說(shuō)，Serpent算法的優(yōu)點(diǎn)就是安全，它的安全性可以與如今廣泛使用的Rijndael（也就是現(xiàn)在的AES加密算法）不相上下。但缺點(diǎn)也十分明顯，就是其運(yùn)算速度較慢，盡管官方在不斷優(yōu)化，但還是和主流加密算法有一定的差距。

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