28579

Требования к качеству ключевой информации и источники ключей

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Не все ключи и таблицы замен обеспечивают максимальную стойкость шифра. Исчерпывающий ответ на вопрос о критериях качества ключей и таблиц замен ГОСТа если и можно получить то только у разработчиков алгоритма. Очевидно что нулевой ключ и тривиальная таблица замен по которой любое значение заменяется но него самого являются слабыми. Таблица замен является долговременным ключевым элементом т.

Русский

2013-08-20

16.09 KB

2 чел.

Требования к качеству ключевой информации и источники ключей. Не все ключи и таблицы замен обеспечивают максимальную стойкость шифра. Для каждого алгоритма шифрования существуют свои критерии оценки ключевой информации. Исчерпывающий ответ на вопрос о критериях качества ключей и таблиц замен ГОСТа если и можно получить, то только у разработчиков алгоритма.

Соответствующие данные не были опубликованы в открытой печати. Однако, согласно установленному порядку, для шифрования информации, имеющей гриф секретности, должны быть использованы ключевые данные, полученные от уполномоченной организации.

Косвенно это может свидетельствовать о наличии методик проверки ключевых данных на их «слабость». Сам факт существования слабых ключевых данных в российском стандарте шифрования сомнения не вызывает. Очевидно, что нулевой ключ и тривиальная таблица замен, по которой любое значение заменяется но него самого, являются слабыми. При использовании хотя бы одного из них шифр достаточно просто взламывается, каков бы ни был второй ключевой элемент.

Как было отмечено выше, критерии оценки качества ключевой информации недоступны, однако на их счет все же можно высказать некоторые общие соображения:

  1.  Ключ должен являться массивом статистически независимых битов, принимающих с равной вероятностью значения 0 и 1. При этом некоторые конкретные значения ключа могут оказаться «слабыми», т. е. шифр может не обеспечивать заданный уровень стойкости в случае их использования. Однако, предположительно, доля таких значений в общей массе всех возможных ключей ничтожно мала. Поэтому ключи, выработанные с помощью некоторого датчика истинно случайных чисел, будут качественными с вероятностью, отличающейся от единицы на ничтожно малую величину. Если же ключи вырабатываются с помощью генератора псевдослучайных чисел, то используемый генератор должен обеспечивать указанные выше статистические характеристики и, кроме того, обладать высокой криптостойкостью, не меньшей, чем у самого ГОСТа. Иными словами, задача определения отсутствующих членов вырабатываемой генератором последовательности элементов не должна быть проще, чем задача вскрытия шифра. Кроме того, для отбраковки ключей с плохими статистическими характеристиками могут быть использованы различные статистические критерии. На практике обычно хватает двух критериев: для проверки равновероятного распределения битов ключа между значениями 0 и 1 обычно используется критерий Пирсона («хи квадрат»), а для проверки независимости битов ключа – критерий серий. Об упомянутых критериях можно прочитать в учебниках или справочниках по математической статистике.
  2.  Таблица замен является долговременным ключевым элементом,  т. е. действует в течение гораздо более длительного срока, чем отдельный ключ. Предполагается, что она является общей для всех узлов шифрования в рамках одной системы криптографической защиты. Даже при нарушении конфиденциальности таблицы замен стойкость шифра остается чрезвычайно высокой и не снижается ниже допустимого предела. К качеству отдельных узлов замен можно предъявить приведенное ниже требование. Каждый узел замен может быть описан четверкой логических функций, каждая из которых имеет четыре логических аргумента. Необходимо, чтобы эти функции были достаточно сложными. Это требование сложности невозможно выразить формально, однако в качестве необходимого условия можно потребовать, чтобы соответствующие логические функции, записанные в минимальной форме (т. е. с минимально возможной длиной выражения) с использованием основных логических операций, не были короче некоторого необходимого минимума. В первом и очень грубом приближении это условие может сойти и за достаточное. Кроме того, отдельные функции в пределах всей таблицы замен должны отличаться друг от друга в достаточной степени. На практике бывает достаточно получить узлы замен как независимые случайные перестановки чисел от 0 до 15, это может быть практически реализовано, например с помощью перемешивания колоды из шестнадцати карт, за каждой из которых закреплено одно из значений указанного диапазона.

Необходимо отметить еще один интересный факт относительно таблицы замен. Для обратимости циклов шифрования «32-З» и «32-Р» не требуется, чтобы узлы замен были перестановками чисел от 0 до 15. Все работает даже в том случае, если в узле замен есть повторяющиеся элементы и замена, определяемая таким узлом, необратима, однако в этом случае снижается стойкость шифра. Почему это так – убедиться несложно. Для этого достаточно, используя демонстрационную программу шифрования файлов данных, прилагающуюся к настоящей лекции, зашифровать, а затем расшифровать файл данных, использовав для этой процедуры «неполноценную» таблицу замен, узлы которой содержат повторяющиеся значения.

Если вы разрабатываете программы, использующие криптографические алгоритмы, вам необходимо позаботиться об утилитах, вырабатывающих ключевую информацию, а для таких утилит необходим источник случайных чисел (СЧ) высокого статистического качества и криптостойкости. Наилучшим подходом здесь было бы использование аппаратных датчиков СЧ, однако это не всегда приемлемо по экономическим соображениям. В качестве разумной альтернативы возможно (и очень широко распространено) использование различных программных датчиков СЧ. При генерации небольшого по объему массива ключевой информации широко применяется метод «электронной рулетки», когда очередная получаемая с такого датчика порция случайных битов зависит от момента времени нажатия оператором некоторой клавиши на клавиатуре компьютера.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66262. Біологія комплексна наука про живу природу 75 KB
  Знати поняття про те що біологія комплексна наука про живу природу; повторити і систематизувати знання студентів про рівні організації живого. План Біологія комплексна наука про живу природу. Біологія − комплексна наука про живу природу.
66263. Подорож по країні, якої немає на мапі (Свято Миколая : виховний захід для учнів 1-5кл.) 81.5 KB
  Шевчук тихо звучить повільна звучить мелодія Ведучий1: Світ дивовижний вас вітає Всіх тих хто вдумливо читає І тих хто любить мандрувати Та прагне більше пізнавати Кмітливих добрих та відважних А ще звичайно і уважних Звеселить він і причарує Окрилить тим що подарує Казок чудовий хоровод.
66264. Моя рідна школа 51 KB
  Мета. Дати першокласникам уявлення про школу, формувати в них інтерес до знань, прагнення їх здобувати; розвивати пам’ять, мислення, бажання працювати творчо; збагачувати словниковий запас; сприяти вихованню любові до школи, як до рідної домівки.
66265. Посвята в читачі 62.5 KB
  Мета: виховувати любов до книги, шанобливе ставлення до неї. Розвивати пізнавальний інтерес, навички виразного читання віршованих творів, зв’язне мовлення. Обладнання: плакат «Книжкове царство – мудре государство», куток «Книжкова лікарня», телевізор, відеозапис мультфільму, магнітофон, грам запис пісень.
66266. Театрализованный праздник для 1 класса «Надо в школе всем учиться!» 39.5 KB
  Здравствуйте дорогие ребята Сегодня у нас необычный день ваш первый школьный праздник Праздник это игры шутки музыка песни. Молодцы ребята А сказки вы любите Тогда отгадайте о ком эта загадка С букварём шагает в школу Деревянный мальчуган.
66267. Закріплення знань про вивчені звуки і букви. Читання тексту. Засвоєння правил поведінки в гостях 361.5 KB
  Хід уроку Організація класу Розумні мудрі та кмітливі Старанні дружні неліниві Відкритий урок проведемо Щоб показати гуртом Чого навчилися разом Повідомлення теми та мети уроку Слово вчителя: Сьогодні урок незвичайний бо до нас завітали гості. Повторення вивченого матеріалу...
66268. ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ 109.5 KB
  Маленький волшебник выглядывая из окошка зовет: Эй Мудрая Сова доброе утро Мудрая Сова появляется на дереве: Доброе утро. Маленький волшебник Маленький волшебник выходит из дома натягиваясь: Надо немного поразмяться.
66269. З історії створення шкільного етнографічного музею «Світлиця» 14.29 MB
  Себе шукаємо в історії щоб зрозуміти знати і знайти Девіз шкільного етнографічного клубу Витоки З історії створення шкільного етнографічного музею Світлиця Сьогоднішнє і давнє без вузла І час наспів цей вузол зав’язати Аби полуда з пращура сповзла І вийшов родовід з курної хати.
66270. Україна - наш спільний дім 49.5 KB
  Ознайомити учнів із основними державотворчими подіями становлення незалежної України основними засадами демократичного та суспільного ладу її досягнень за останні роки; закріпити знання про державну символіку Герб Прапор Гімн Основний Закон України – Конституцію про такі поняття...