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

14641. Решить заданное дифференциальное уравнение методом Эйлера с применением «ручных» вычислений 123.98 KB
  Решить заданное дифференциальное уравнение методом Эйлера с применением ручных вычислений а также с помощью программы составленной на языке программирования Паскаль с шагом 2h и с шагом h. Свести результаты вычисления в одну таблицу и сопоставить точность полученных...
14642. Вычислить аналитически, с помощью прикладного программного пакета MathCAD и с помощью программы, составленной на языке программирования Паскаль интеграл от заданной функции 26.33 KB
  Вычислить аналитически с помощью прикладного программного пакета MathCAD и с помощью программы составленной на языке программирования Паскаль интеграл от заданной функции fx на отрезке при делении отрезка на 30 равных частей методом средних прямоугольников. 1 Решение в...
14643. Вычислить интеграл от заданной функции 41.02 KB
  Вычислить аналитически с помощью прикладного программного пакета MathCAD и с помощью программы составленной на языке программирования Паскаль интеграл от заданной функции fx на отрезке при делении отрезка на 30 равных частей методом Симпсона. 1 Решение вручную: ...
14644. Вычислить интеграл от заданной функции f(x) на отрезке при делении отрезка на 30 равных частей методом трапеций 121.67 KB
  Вычислить аналитически с помощью прикладного программного пакета MathCAD и с помощью программы составленной на языке программирования Паскаль интеграл от заданной функции fx на отрезке при делении отрезка на 30 равных частей методом трапеций. 1 Решение вручную: ...
14645. Проверка соосности валов компрессора и электродвигателя 108.5 KB
  Лабораторная работа: Проверка соосности валов компрессора и электродвигателя Количество часов 4 Место работы Лаборатория холодильных установок Оборудование и материалы компрессор электродвигатель наборподкладок мерительный инструмент щуп индикаторы...
14646. Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел при помощи установки ФПМ08 99 KB
  Лабораторная работа №20 на тему Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел Цель работы: Определить скорости шаров после упругого и неупругого соударений; Проверить закон сохранения импульса Приборы и принадлежности: установ...
14647. Роль использования орфографических словарей на уроках русского язык 114.5 KB
  Целью курсовой работы является рассмотрение некоторых современных школьных орфографических словарей и методической литературы, посвященной проблеме формирования прочных орфографических навыков у учащихся, а также докладов учителей русского языка и литературы, посвященных этой проблеме.
14648. Event как инструмент PR 458.5 KB
  Дать характеристику историческим вехам развития связей с общественностью в контексте праздничной культуры; рассмотреть систему связей с общественностью; определить необходимость инновационных PR-технологий в деятельности режиссёра театрализованных представлений и праздников; показать технологии связей с общественностью.
14649. Исследование схем выпрямления 589.09 KB
  Исследование схем выпрямления Цель работы. Исследование однофазных схем однополупериодного и двухполупериодного выпрямления. Программа работы. Исследовать схему однополупериодного выпрямления рис. Подключ...