gistfile1.py

#!/usr/bin/python
import random
DEBUG = True

###las primeras tres funciones hacen lo mismo pero tienen diferente
###nombre para no confundir los pasos

def mensaje():
    '''Crea el mensaje que se va a cifrar
    '''
    bits = 228
    mensaje = []
    for i in range(bits):
        mensaje.append(random.randint(0,1))
    return mensaje

def generaClave():
    '''Genera una clave de usuario la que esta
    almacenada en la SIM de 64 bits
    '''
    bits = 64
    clave = []
    for i in range(bits):
        clave.append(random.randint(0,1))
    return clave
    
def inicializacion():
    '''Genera un vector de inicializacion publicamente
    conocido de 22 bits
    '''
    bits = 22
    v_init = []
    for i in range(bits):
        v_init.append(random.randint(0,1))
    return v_init

def registros():
    '''Se llenan en 0 los registros
    '''
    R1 = [0 for i in range(19)]
    R2 = [0 for i in range(22)]
    R3 = [0 for i in range(23)]
    return R1, R2, R3

def aplica_xor(R1, R2, R3, clave):
    '''Se aplica xor a los registros
    '''
    ###Posiciones clave del registro 1
    r1_1= 18
    r1_2= 17
    r1_3= 16
    r1_4= 13
    ###Posiciones clave del registro 2
    r2_1= 21
    r2_2= 20
    ###Posiciones clave del registro 3
    r3_1= 22
    r3_2= 21
    r3_3= 20
    r3_4= 7

    for i in range(len(clave)):
        R1res = R1[r1_1] ^ R1[r1_2]
        R1res = R1res ^ R1[r1_3]
        R1res = R1res ^ R1[r1_4]
        R1.insert(0, clave[i] ^ R1res)
        R1.pop()    
        
        R2res = R2[r2_1] ^ R2[r2_2]
        R2.insert(0, clave[i] ^ R2res)
        R2.pop()    

        R3res = R3[r3_1] ^ R3[r3_2]
        R3res = R3res ^ R3[r3_3]
        R3res = R3res ^ R3[r3_4]
        R3.insert(0, clave[i] ^ R3res)
        R3.pop()    

    return R1, R2, R3

def funcion_mayoria(R1, R2, R3, clave):
    ###Posiciones clave del registro 1
    r1_1= 18
    r1_2= 17
    r1_3= 16
    r1_4= 13
    ###Posiciones clave del registro 2
    r2_1= 21
    r2_2= 20
    ###Posiciones clave del registro 3
    r3_1= 22
    r3_2= 21
    r3_3= 20
    r3_4= 7
    ###Bits de reloj
    c1 = 8
    c2 = 10
    c3 = 10
    ###Numeros de ciclos
    ciclos = 100
    uno = 0
    dos = 0
    for i in range(ciclos):
        #con esta formula obtenemos F(c1,c2,c3) que nos ayuda a determinar que 
        #registro de desplazara
        numero = (R1[c1] and R2[c2])^(R1[c1] and R3[c3])^(R2[c2] and R3[c3])
        if R1[c1] == numero:
            R1res = R1[r1_1] ^ R1[r1_2]
            R1res = R1res ^ R1[r1_3]
            R1res = R1res ^ R1[r1_4]
            R1.insert(0, R1res)
            R1.pop()

        if R2[c2] == numero:
            R2res = R2[r2_1] ^ R2[r2_2]
            R2.insert(0, R2res)
            R2.pop()

        if R3[c3] == numero:    
            R3res = R3[r3_1] ^ R3[r3_2]
            R3res = R3res ^ R3[r3_3]
            R3res = R3res ^ R3[r3_4]
            R3.insert(0, R3res)
            R3.pop()
 
    return R1, R2, R3
        
def clave_cifrado(R1, R2, R3):
    ###Posiciones clave del registro 1
    r1_1= 18
    r1_2= 17
    r1_3= 16
    r1_4= 13
    ###Posiciones clave del registro 2
    r2_1= 21
    r2_2= 20
    ###Posiciones clave del registro 3
    r3_1= 22
    r3_2= 21
    r3_3= 20
    r3_4= 7

    ciclos = 228
    clave = []
    for i in range(228):
        R1res = R1[r1_1] ^ R1[r1_2]
        R1res = R1res ^ R1[r1_3]
        R1res = R1res ^ R1[r1_4]
        R1.insert(0, R1res)
        k1 = R1.pop()

        R2res = R2[r2_1] ^ R2[r2_2]
        R2.insert(0, R2res)
        k2 = R2.pop()

        R3res = R3[r3_1] ^ R3[r3_2]
        R3res = R3res ^ R3[r3_3]
        R3res = R3res ^ R3[r3_4]
        R3.insert(0, R3res)
        k3 = R3.pop()
        clave.append(k1 ^ k2 ^ k3)

    return R1, R2, R3, clave

def cifrar(mensaje, llave):
    cifrado = []
    for i in range(len(mensaje)):
        cifrado.append(mensaje[i]^llave[i])
    return cifrado

def main():
    #Inicializacion de A5

    #Paso 1: los tres registros de desplazamiento se
    #ajustan en ceros. La salida y la funcion mayoria estan 
    #deshabilitados
    mensaje_original = mensaje()
    clave = generaClave()
    v_init = inicializacion()
    R1, R2, R3 = registros()

    #Paso 2: al bit menos significativo de cada registro se aplica X0R
    #con cada bit de la clave durante 64 ciclos
    R1, R2, R3 = aplica_xor(R1, R2, R3, clave)

    #Paso 3: al bit menos significativo de cada registro se aplica XOR
    #con cada bit del vector de inicializacion durante 22 ciclos
    R1, R2, R3 = aplica_xor(R1, R2, R3, v_init)

    #Paso 4: La funcion mayoria F se habilita y durante 100 ciclos se
    #desplazan los registros
    R1, R2, R3 = funcion_mayoria(R1, R2, R3, v_init)
    
    #Paso 5: Utilizando la funcion mayoria y habilitando la salida, se
    #desplazan los bits de cada registro durante 228 ciclos. Los bits mas
    #significativos de cada rehistro se operan con XOR y se crea un bit de 
    #cifrado en cada iteracion
    R1, R2, R3, cl = clave_cifrado(R1, R2, R3) 

    #Cifrado del mensaje
    mensaje_cifrado = cifrar(mensaje_original, cl)

    if DEBUG:
        print "*******************************"
        print "La clave de usuario es: "
        print clave
        print "*******************************"
        print "El vector de inicializacion es: "
        print v_init
        print "*******************************"
        print "El mensaje original es:"
        m = ''.join(str(e) for e in mensaje_original)
        print m
        print "*******************************"
        print "El mensaje cifrado es:"
        m2 = ''.join(str(e) for e in mensaje_cifrado)
        print m2

main()