Sources
Delphi Russian Knowledge Base
DRKB - это самая большая и удобная в использовании база знаний по Дельфи в рунете, составленная Виталием Невзоровым

RC5

01.01.2007
Автор: Матвеев Игорь

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

https://delphiworld.narod.ru/

DelphiWorld 6.0