Blowfish

Blowfish

The round function (Feistel function) of Blowfish
概述
设计者	布鲁斯·施奈尔
首次发布	1993
继承算法	Twofish
密码细节
密钥长度	32-448位
分组长度	64位
结构	费斯妥密码
重复回数	16
最佳公开破解
Four rounds of Blowfish are susceptible to a second-order differential attack (Rijmen, 1997);[1] for a class of weak keys, 14 rounds of Blowfish can be distinguished from a pseudorandom permutation (Vaudenay, 1996).

Blowfish是一个對稱密鑰加密分组密码算法，由布魯斯·施奈爾於1993年设计，现已应用在多种加密产品。Blowfish算法由於分組長度太小已被認為不安全，施奈尔更建议在现代应用中使用Twofish密码。^[2]

施奈爾设计的Blowfish算法用途广泛，意在替代老舊的DES及避免其他算法的問題與限制。Blowfish刚刚研发出的时候，大部分其他加密算法是专利所有的或属于商业(政府)机密，所以发展起来非常受限制。施奈爾则声明Blowfish的使用没有任何限制，任何国家任何人任何时候都可以随意使用Blowfish算法。

Blowfish主要包括关键的几个S盒和一个复杂的核心变换函数。

Blowfish的伪代码

uint32_t P[18];
uint32_t S[4][256];

uint32_t f (uint32_t x) {
   uint32_t h = S[0][x >> 24] + S[1][x >> 16 & 0xff];
   return ( h ^ S[2][x >> 8 & 0xff] ) + S[3][x & 0xff];
}

void encrypt (uint32_t & L, uint32_t & R) {
   for (int i=0 ; i<16 ; i += 2) {
      L ^= P[i];
      R ^= f(L);
      R ^= P[i+1];
      L ^= f(R);
   }
   L ^= P[16];
   R ^= P[17];
   swap (L, R);
}

void decrypt (uint32_t & L, uint32_t & R) {
   for (int i=16 ; i > 0 ; i -= 2) {
      L ^= P[i+1];
      R ^= f(L);
      R ^= P[i];
      L ^= f(R);
   }
   L ^= P[1];
   R ^= P[0];
   swap (L, R);
}

  // ...
  // initializing the P-array and S-boxes with values derived from pi; omitted in the example
  // ...
{
   for (int i=0 ; i<18 ; ++i)
      P[i] ^= key[i % keylen];
   uint32_t L = 0, R = 0;
   for (int i=0 ; i<18 ; i+=2) {
      encrypt (L, R);
      P[i] = L; P[i+1] = R;
   }
   for (int i=0 ; i<4 ; ++i)
      for (int j=0 ; j<256; j+=2) {
         encrypt (L, R);
         S[i][j] = L; S[i][j+1] = R;
      }
}

参考资料

1. Vincent Rijmen. Cryptanalysis and Design of Iterated Block Ciphers. Ph.D thesis. 1997 [2015-03-16]. （原始内容 (PostScript)存档于2013-05-08）. 
2. Dahna, McConnachie. Bruce Almighty: Schneier preaches security to Linux faithful. Computerworld: 3. 2007-12-27 [2018-01-26]. （原始内容存档于2016-12-02）. At this point, though, I'm amazed it's still being used. If people ask, I recommend Twofish instead.