2 TEA 算法

2.1 TEA 算法概况TEA是Tiny Encryption Algorithm的缩写，意为极小型的加密算法。它是由David Wheeler和Roger Needham 在剑桥大学计算机实验室联合研究的[3]。TEA 的特点是算法简单，加密速度极快，抗差分攻击能力强。明文密文块为64 比特，密钥长度为128 比特。算法的描述十分简单。

在 Java Card 应用中，用于加密信息的包主要有[4][5]:javacard.security package 和javacardx.crypto package。前者用于提供安全机制，其中几个重要的接口与类如下： Key 接口，是DESKey、PrivateKey、Pub-licKey 等接口的共同接口;KeyBuilder 类，创建各种安全的key 的工厂;MessageDigest 类，可以将信息做数字签名的对象。后者仅包含了一个接口与一个类：KeyEncryption 接口和Cipher 抽象类[6]。

2.2 加密算法步骤① 64 位的明文数据分成两部分v[0]和v[1]各32 位：y←v[0];z←v[1];delta←0x9E3779B9(黄金数);sum←0;② 128 位的密钥分成4 部分：key[0]，key[1]，key[2]，key[3]，各32 位：

a←key[0];b←key[1];c←key[2];d←key[3];③ 对明文数据进行32 次循环迭代计算，迭代算法如下：

sum+=delta;y+=(z<<4)+a^z+sum^(z>>>5)+b;z+=(y<<4)+c^y+sum^(y>>>5)+d;④ 合并加密结果，结束：

v[0]←y;v[1]←z;解密算法的步骤与此类似，只是具体的初始化和循环迭代运算算法不同。

2.3 TEA 算法的Java 语言实现public class TEA{private int key[];∥128 位密钥……public TEA( byte[] key){……key = new int[4];∥把密钥分成四组for(i = 0,j = 0; j < klen; j += 4, i++)key [i] = (key[j]<<24)|(((key[j+1]&0xff)<<16)|(((key[j+2])&0xff)<<8)|((key[j+3])&0xff);……}

……∥加密算法public int[] encipher(int v[]){int y = v[0];int z = v[1];int sum = 0;int delta = 0x9E3779B9;int a = key[0], b = key[1], c = key[2], d = key[3];int n = 32;System.out.println(“y=”+((long)y & 0xffffffffL)+”z=”+((long)z & 0xffffffffL)+”,”+Integer.

toHexString(y)+”:”+Integer.toHexString(z));while(n-- > 0){∥对明文数据进行32 次循环迭代计算sum += delta;y += (z<<4)+a^z+sum^(z>>>5)+b;z += (y<<4)+c^y+sum^(y>>>5)+d;System.out.println(“Sum=”+((long)sum & 0xffffffffL)+”y =”+ (( long) y & 0xffffffffL)) +“z =”+ (( long)z&0xffffffffL));}

v[0] = y;v[1] = z;return v;}

……∥解密算法public int[] decipher(int v[]){int y = v[0];∥将64 位的密文数据分成两组v[0]和v[1]

int z = v[1];∥每组均为32 位int sum = 0xC6EF3720;int delta = 0x9E3779B9;int a = key[0], b = key[1], c = key[2], d = key[3];int n = 32;while(n-- > 0){∥对密文数据进行32 次循环迭代计算z -= (y<<4)+c^y+sum^(y>>>5)+d;y -= (z<<4)+a^z+sum^(z>>>5)+b;sum -= delta;}

v[0] = y;v[1] = z;return v;}

……}

测试用密钥12345678，明文12345678 经加密得到密文65687380734039130。在加解密过程中，加法运算和减法运算用作可逆的操作，轮流运用异或和加法运算使算法具有非线性特性，明文中1 比特的信息扩散到32 位中只需6 次迭代，因此迭代16 轮就可以达到，而TEA 算法迭代次数为32 轮。TEA 算法比DES 算法快三倍，而且可以采用DES 所有的模式运行。