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

50139. Нечеткая логика 67 KB
  Цель работы: создание простейшей системы нечеткой логики, реализованной на языке высокого уровня. Согласно заданным вариантам разработать программу на любом алгоритмическом языке, способную: А. Различать степени изменения лингвистической переменной в трех степенях – «Очень – Нормально – Слабо» Б. Изменять порог чувствительности. Кислятина – пить можно – для женщин и попов (о сладости вина)
50140. Программирование задач с использованием массивов. Ввод и вывод элементов. Упорядочивание. Нахождение максимального (max) элемента 51.5 KB
  Элементы массива нумеруются с нуля. Доступ к элементу массива осуществляется путем указания индекса номера элемента. Доступ к элементам массива можно осуществлять при помощи указателя. В инструкции объявления массива удобно использовать именованную константу объявленную в директиве define.
50141. Вивчення лічильника змінного струму 66 KB
  Вивчення лічильника змінного струму. Мета роботи: Вивчення принципу роботи лічильника змінного струму. Будова електричного лічильника змінного струму показана на рис. На кожному лічильнику вказана його постійна С величина її визначається кількістю енергії при споживанні якої в колі диск лічильника здійснює один оберт.
50142. Изучение работы трансформатора 376 KB
  С вторичной обмотки снимается переменное напряжение которое после выпрямителя подаётся на обмотку подмагничивания ротора. Концы первичной обмотки вход трансформатора подключены к сети питающего переменного тока а концы вторичной обмотки выход  к потребителям электрической энергии. электромагнитной индукции возникающая во вторичной обмотке пропорциональна числу витков в ней и поэтому изменяя это число витков можно изменять в широких пределах напряжение на выходе трансформатора. Именно это поле приводит в движение электроны во...
50143. Эффект Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа 614.5 KB
  Цель работы: определить изменение температуры углекислого газа при протекании через малопроницаемую перегородку при разных начальных значениях давления и температуры; вычислить по результатам опытов коэффициенты Вандер-Ваальса...
50144. Начертательная геометрия: Учебное пособие 1.9 MB
  Объективные закономерности общественного развития – научно техническая революция, информационный взрыв, внедрение принципиально-новых технологий, возрастание роли творческих элементов в различных областях человеческой деятельности – диктуют необходимость повышения интеллектуального потенциала каждого человека, развития инновационного стиля мышления, нестандартных способов осуществления любой деятельности каждого человека способного самостоятельно воспринимать и оценивать новую информацию, принимать решения, генерировать новые идеи.
50145. Определние разрешающей способности и числовой апертуры микроскопа 84 KB
  Определние разрешающей способности и числовой апертуры микроскопа. Цель работы: ознакомиться с устройством микроскопа принципом действия и основными характеристиками. Введение Теория микроскопа. Основными оптическими частями простейшего микроскопа являются рис.
50146. Тактика нападу. Групова тактика. Комбінації при стандартних ситуаціях 37 KB
  Вона включає дії без мяча і з мячем. Дії без мяча Для оптимального вибору позиції з метою одержання мяча використовується відкривання. Треба памятати що без мяча футболіст переміщується швидше тому перетримування мяча гальмує розвиток атаки. Вибір способу виконання удару його сили напрямку і траєкторії польоту мяча залежить від конкретної ігрової ситуації.