AVR單片機的RC5和RC6算法區別、實現與優化

　　表2 常數Pw、Qw取值表

（2）RC5加密算法過程的偽代碼表示

　　Input(A,B)

　　A=A+S(0)B=B+S[1]

　　for i=1 to r do

　　A=((A+B)B)+S[2i]

　　B=((B+A)A)+S[2i+1]

　　Output(A,B)

　　其中初始的A、B分別為要加密的兩個比特數為w的數據，最終的A、B分別為加密好的兩個比特數為w的數據。

（3）RC5解密算法過程的偽代碼表示

　　Input(A,B)

　　for i=r down to 1 do

　　B=((B-S[2i+1])>>>A)+A

　　A=((A-S[2i])>>>B)+B

　　A=A-S[0] B=B-S[1]

　　Output (A,B)

　　其中初始A、B中的數據就是已經加密了的比特數為w的數據，最終的A、B中的數據為解密后的比特數為w的數據。

1.4 RC6算法

（1）RC6算法混合密鑰生成過程偽代碼表示

　　RC6混合密鑰生成過程與RC5相同，只是t的取值為2r+4。

（2）RC6加密算法過程偽代碼表示

　　Input(A,B,C,D)

　　B=B+S[0]D=D+S[1]

　　for i=1 to r do

　　t=(B×(2B+1))log2w

　　u=(D×(2D+1))1og2w

　　A=((A+t)t)+S[2i]

　　C=((C+u)u)+S[2i+1]

　　(A,B,C,D)=(B,C,D,A)

　　A=A+S[2i+2]C=C+S[2i+3]

　　Output(A,B,C,D)

　　其中初始的A、B、C、D分別為要加密的四個比特數為w的數據，最終的A、B、C、D分別為加密好的四個比特數為w的數據。

(3)RC6解密算法過程的偽代碼表示

　　Input(A,B,C,D)

　　C=C-S[2i+3]A=A-S[2i+2]

　　for i=1 to r do

　　(A,B,C,D)=(D,A,B,C)

　　u=(D×(2D+1))log2w

　　t=(B×(2B+1))log2w

　　C=((C-S[2(r-i)+3])>>>t)+u

　　A=((A-S[2(r-i)+2])>>>u)+t

　　D=D-S[1] B=B-S[0]

　　Output(A,B,C,D)

　　其中初始的A、B、C、D分別為已經被加密的四個比特數為w的數據，最終的A、B、C、D分別為解密后的四個比特數為w的數據。

2 RC5和RC6算法的實現及改進

2.1 AVR單片機的RC5和RC6算法流程

　　RC5及RC6算法加密過程實現流程圖如圖1所示，解密過程實現流程圖如圖2所示，總體過程流程圖如圖3所示。

2.2 AVR單片機RC5和RC6算法的改進

　　①在進行算法流程的安排時，考慮到AVR高速嵌入式單片機只有32個8位寄存器，為了節省寄存器的使用，應該在混合密鑰生成過程執行后，再把待加密的數據賦予寄存器。這樣在混合密鑰生成過程以前的寄存器都可以被使用，而不會對整個算法的執行結果造成影響。

　　②在進行RC5及RC6算法參數的選擇時，考慮到AVR高速嵌入式單片機指令最多只支持16位數據相加以及程序的簡潔化，所以在本程序中選擇w為16而沒有選擇w為32，r和b的值依據Rivest的建議分別取為12和16。

　　③在執行算法中的左循環或者右循環運算時，考慮到循環移位的效果，實際循環移位的位數應該為要執行移位次數的低1log2w位。在本程序中為要執行移位次數的后四位。

　　④在執行算法中的模2w加法運算、模2w減法運算、模2w乘法運算時，由于2w的取值為65536,而2個8位寄存器（0～15位）最高可以表 示數據的值為65535，數據再大就要向高位進位，所以在本程序執行上述的算法只需要考慮到2個8位寄存器所表達的值就得到了上述運算的最終結果，而不用 再進行模2w運算。