序列密碼算法ShanLooog512設計原理詳解

ShanLooog512(閃龍512)為序列密碼算法，內部狀態為512比特，密鑰長度為128或256比特，輪函數為FFFFFFFF，循環輪數為24輪，輸出密鑰流為512比特的狀態。與Salsa20類似，內部狀態為4X4的矩陣形式排列，字大小為32比特。

當密鑰長度為256比特，密鑰K=k0||k1||k2||k3||k4||k5||k6||k7；當密鑰長度為128比特，(k4，k5，k6，k7)=(k0，k1，k2，k3) ，密鑰K=k0||k1||k2||k3||k4||k5||k6||k7。其中ki(i=0,…,7)為32位字。

（1）初始化階段

ShanLooog512算法內部狀態初始化如下所示：

其中，(k0，...，k7)為256比特的密鑰，(v0，v1)為初始IV，(i0，i1)為分組標號，(c0，c1，c2，c3)為固定的常數。如果密鑰長度是128比特，則(k4，k5，k6，k7)=(k0，k1，k2，k3)。其中(c0，c1，c2，c3)=(0xccd696e5，0xa8f4e504，0xeb19cf63，0xf708b2cd)或者(c0，c1，c2，c3)=(0xbc42e727，0xe138f70f4，0xc2b3a0d9，0xbd485fdc)。

（2）密鑰流產生過程

ShanLooog512為基于ARX(模加、循環移位、異或)混合運算設計的類分組結構流密碼算法。其密鑰流生成過程如下所示：

輪函數FFFFFFFF如下圖所示：

其中GGGGGGGG1如下圖所示：

其中GGGGGGGG2如下圖所示：

其中Transformation (類似矩陣轉置操作)如下圖所示：

其中M8X1(矩陣變換操作)如下圖所示：

對應的二元矩陣為：

其中M8X2(矩陣變換操作)如下圖所示：

對應的二元矩陣為：

綜上所述，密鑰流(K[0],…,K[15])= ShanLooog512(X0)+X24。

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