28543

Использование нелинейных операций для построения блочных шифров

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

В большинстве блочных алгоритмов симметричного шифрования используются следующие типы операций: Табличная подстановка при которой группа битов отображается в другую группу битов. Эти операции циклически повторяются в алгоритме образуя так называемые раунды. Входом каждого раунда является выход предыдущего раунда и ключ который получен по определенному алгоритму из ключа шифрования K.

Русский

2013-08-20

35.87 KB

3 чел.

Использование нелинейных операций для построения блочных шифров

Алгоритмы симметричного шифрования различаются способом, которым обрабатывается исходный текст. Возможно шифрование блоками или шифрование потоком.

Блок текста рассматривается как неотрицательное целое число, либо как несколько независимых неотрицательных целых чисел. Длина блока всегда выбирается равной степени числа два. В большинстве блочных алгоритмов симметричного шифрования используются следующие типы операций:

  1.  Табличная подстановка, при которой группа битов отображается в другую группу битов. Это так называемые S-box.
  2.  Перемещение, с помощью которого биты сообщения переупорядочиваются.
  3.  Операция сложения по модулю 2, обозначаемая XOR или знаком .
  4.  Операция сложения по модулю или по модулю .
  5.  Циклический сдвиг на некоторое число битов.

Эти операции циклически повторяются в алгоритме, образуя так называемые раунды. Входом каждого раунда является выход предыдущего раунда и ключ, который получен по определенному алгоритму из ключа шифрования K. Ключ раунда называется подключом. Каждый алгоритм шифрования может быть представлен на рис. 1 следующим образом:

Рис. 1. Структура алгоритма симметричного шифрования

Стандартизованный алгоритм шифрования должен быть применим в различных приложениях:

  1.  Шифрование данных. Алгоритм должен быть эффективен при шифровании файлов данных или большого потока данных.
  2.  Создание случайных чисел. Алгоритм должен быть эффективен при создании определенного количества случайных битов.
  3.  Хэширование. Алгоритм должен эффективно преобразовываться в одностороннюю хэш-функцию.

Стандартный алгоритм шифрования должен быть реализуем на различных платформах, которые, соответственно, предъявляют различные требования.

  1.  Алгоритм должен эффективно реализовываться на специализированной аппаратуре, предназначенной для выполнения шифрования/дешифрования.
  2.  Хотя для наиболее быстрых приложений всегда используется специальная аппаратура, программные реализации применяются чаще. Алгоритм должен допускать эффективную программную реализацию на 32-битных процессорах.
  3.  Алгоритм должен работать на микроконтроллерах и других процессорах среднего размера.
  4.  Должна существовать возможность реализации алгоритма на смарт-картах, пусть даже с учетом жестких ограничений на используемую память.

Алгоритм шифрования должен, по возможности, удовлетворять некоторым дополнительным требованиям.

  1.  Алгоритм должен быть простым для написания кода, чтобы минимизировать вероятность программных ошибок.
  2.  Алгоритм должен допускать любую случайную строку битов нужной длины в качестве возможного ключа шифрования.
  3.  Алгоритм должен легко модифицироваться для различных уровней безопасности и удовлетворять как минимальным, так и максимальным требованиям.
  4.  Все операции с данными должны осуществляться над блоками, кратными байту или 32-битному слову.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15521. Конотопська битва або Соснівська битва (27 червня — 29 червня / 7 липня — 9 липня 1659 року) 21.53 KB
  Конотопська битва або Соснівська битва 27 червня 29 червня / 7 липня 9 липня 1659 року битва між військами Гетьмана Івана Виговського та Кримської Орди з одного боку і московським військом з іншого біля міста Конотопа сучасної Сумської області. Наслідки та значення Зв...
15522. Культура 16-17 століття 17.49 KB
  Розвиток української культури проходив в складних суперечливих умовах коли Україна знаходилась під владою іноземних держав і до середини XVII ст. не мала власної державності. Але І в цей час українська культура мала тісні взаємозв'язки з культурою Польщі. Росії. Чехії зазн...
15523. Культура Київської Русі 22.47 KB
  Культура Київської Русі Успіхи східних словян у розвитку господарства обєднання їх в єдину державу боротьба за незалежність сприяли розквіту ранньої української культури. Київська Русь відзначалася високим рівнем культурного процесу. На Русі було багато вмілих р...
15524. Ліквідація царизмом гетьманщини і Запорізької Січі. Втрата українським народом останніх залишків автономії 15.83 KB
  Ліквідація царизмом гетьманщини і Запорізької Січі. Втрата українським народом останніх залишків автономії З приходом до влади в Росії Катерини II 17621796 було завершено справу розпочату в Україні Петром I по остаточній ліквідації української автономії. Нова імпе
15525. Люблінська унія 12.33 KB
  На початку XVI ст. Велике князівство Литовське постало перед загрозою занепаду причини: поразка у війні з Москвою загроза з боку української знаті небезпека збоку татар на південних кордонах. Наслідком цього стало підписання Люблінської унії між Литвою і Польщею. У січні...
15526. Магдебурзьке право в Україні 19.79 KB
  Магдебурзьке право і його особливості в Україні Магдебурзьким правом називають один з різновидів прав міських общин які із Західної Європи поширювалися на українські землі починаючи з XIV ст. Його назва походить від назви міста ...
15527. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З ВИЯВЛЕННЯ, ВИВЧЕННЯ, УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА ПОШИРЕННЯ ПЕРЕДОВОГО ПЕДАГОГІЧНОГО ДОСВІДУ 388.5 KB
  МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З ВИЯВЛЕННЯ ВИВЧЕННЯ УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА ПОШИРЕННЯ ПЕРЕДОВОГО ПЕДАГОГІЧНОГО ДОСВІДУ У посібнику закомульовано матеріал який стосується виявлення вивчення і поширення передового педагогічного досвіду педагогічних працівників навчальних за
15528. Чисельність і соціальна структура українського населення Російської імперії у 19 ст 16.71 KB
  Чисельність і соціальна структура українського населення Російської імперії у 19 ст. 850 тис. кв.кмзаг.площа. 910 Росія до 1863р.134 млн. 18631890 24. Формування української еліти дворянства мало свої регіональні та соціоетнічні особливості. Поперше провідна верства украї...
15529. Церква 14-17 століття 12.23 KB
  Становище церкви. Надзвичайно тяжким було становище української православної церкви як одного з чинників культурного процесу. Проти неї вів уперту непримиренну боротьбу войовничий католицизм який офіційно підтримувала польська королівська адміністрація. Ще однією тр...