33635

IDEA (англ. International Data Encryption Algorithm, международный алгоритм шифрования данных)

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Interntionl Dt Encryption lgorithm международный алгоритм шифрования данных симметричный блочный алгоритм шифрования данных запатентованный швейцарской фирмой scom. Известен тем что применялся в пакете программ шифрования PGP. Если такое разбиение невозможно используются различные режимы шифрования. Каждый исходный незашифрованный 64битный блок делится на четыре подблока по 16 бит каждый так как все алгебраические операции использующиеся в процессе шифрования совершаются над 16битными числами.

Русский

2013-09-06

121 KB

22 чел.

54. IDEA (англ. International Data Encryption Algorithm, международный алгоритм шифрования данных) — симметричный блочный алгоритм шифрования данных, запатентованный швейцарской фирмой Ascom. Известен тем, что применялся в пакете программ шифрования PGP. В ноябре 2000 года IDEA был представлен в качестве кандидата в проекте NESSIE в рамках программы Европейской комиссии IST (англ. Information Societes Technology, информационные общественные технологии).

Так как IDEA использует 128-битный ключ и 64-битный размер блока, открытый текст разбивается на блоки по 64 бит. Если такое разбиение невозможно, используются различные режимы шифрования. Каждый исходный незашифрованный 64-битный блок делится на четыре подблока по 16 бит каждый, так как все алгебраические операции, использующиеся в процессе шифрования, совершаются над 16-битными числами. Для шифрования и расшифрования IDEA использует один и тот же алгоритм.

Используемые обозначения операций показаны на рис.4:

Рис.4 – Обозначение операций

Фундаментальным нововведением в алгоритме является использование операций из разных алгебраических групп, а именно:

  •  Сложение по модулю 216
  •  Умножение по модулю 216 + 1
  •  Побитовое исключающее ИЛИ (XOR).

Эти три операции несовместимы в том смысле, что:

  1.  Никакие две из них не удовлетворяют дистрибутивному закону, то есть

                  (1.1)

  1.  Никакие две из них не удовлетворяют ассоциативному закону, то есть

                         (1.2)

Применение этих трех операций затрудняет криптоанализ IDEA по сравнению с DES, который основан исключительно на операции исключающее ИЛИ, а также позволяет отказаться от использования S-блоков и таблиц замены. IDEA является модификацией сети Фейстеля.

Из 128-битного ключа для каждого из восьми раундов шифрования генерируется по шесть 16-битных подключей, а для выходного преобразования генерируется четыре 16-битных подключа. Всего потребуется 52 = 8 x 6 + 4 различных подключей по 16 бит каждый. Процесс генерации пятидесяти двух 16-битных ключей заключается в следующем:

Первым делом, 128-битный ключ разбивается на восемь 16-битных блоков. Это будут первые восемь подключей по 16 бит каждый —

Затем этот 128-битный ключ циклически сдвигается влево на 25 позиций, после чего новый 128-битный блок снова разбивается на восемь 16-битных блоков. Это уже следующие восемь подключей по 16 бит каждый —

Процедура циклического сдвига и разбивки на блоки продолжается до тех пор, пока не будут сгенерированы все 52 16-битных подключа.

Таблица подключей для каждого раунда показана на рис.5:

Структура алгоритма IDEA показана на рис.6:

Рис.6 – Структура алгоритма IDEA

Процесс шифрования состоит из восьми одинаковых раундов шифрования и одного выходного преобразования. Исходный незашифрованный текст делится на блоки по 64 бита. Каждый такой блок делится на четыре подблока по 16 бит каждый. На рис.6 эти подблоки обозначены D1, D2, D3, D4. В каждом раунде используются свои подключи согласно таблице подключей (рис.5). Над 16-битными подключами и подблоками незашифрованного текста производятся следующие операции:

  •  Умножение по модулю 216 + 1 = 65537, причем вместо нуля используется 216
  •  Сложение по модулю 216
  •  Побитовое исключающее ИЛИ

В конце каждого раунда шифрования имеется четыре 16-битных подблока, которые затем используются, как входные подблоки для следующего раунда шифрования. Выходное преобразование представляет собой укороченный раунд, а именно, четыре 16-битных подблока на выходе восьмого раунда и четыре соответствующих подключа подвергаются операциям:

  •  Умножение по модулю 216 + 1
  •  Сложение по модулю 216

После выполнения выходного преобразования конкатенация подблоков D1', D2', D3' и D4' представляет собой зашифрованный текст. Затем берется следующий 64-битный блок незашифрованного текста и алгоритм шифрования повторяется. Так продолжается до тех пор, пока не зашифруются все 64-битные блоки исходного текста.

Блок открытого текста размером 64 бит делится на четыре равных подблока размером по 16 бит

                                                               (1.3)

Метод вычисления, использующийся для расшифровки текста по существу такой же, как и при его шифровании. Единственное отличие состоит в том, что для расшифровки используются другие подключи. В процессе расшифровки подключи должны использоваться в обратном порядке, показаны на рис.7:

Рис.7 – Таблица подключей для расшифровки

Первый и четвёртый подключи i-го раунда расшифровки получаются из первого и четвёртого подключа (10-i)-го раунда шифрования мультипликативной инверсией. Для 1-го и 9-го раундов второй и третий подключи расшифровки получаются из второго и третьего подключей 9-го и 1-го раундов шифрования аддитивной инверсией. Для раундов со 2-го по 8-й второй и третий подключи расшифровки получаются из третьего и второго подключей с 8-го по 2-й раундов шифрования аддитивной инверсией. Последние два подключа i-го раунда расшифровки равны последним двум подключам (9-i)-го раунда шифрования.

Мультипликативная инверсия подключа K обозначается 1/K и

               (1.20)

Так как 216 + 1 — простое число, каждое целое не равное нулю K имеет уникальную мультипликативную инверсию по модулю 216 + 1. Аддитивная инверсия подключа K обозначается -K и

                      (1.21)

Данный алгоритм обладает высокой криптостойкость и низкой помехоутойчивостью, также скорость дешифровании файла одинакова.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73989. Разработка конкурентной стратегии на рынке целлюлозы на предприятии ЦБК 589.5 KB
  Стратегия лидерства по издержкам – снижение полных издержек производства и реализации товаров, стратегия широкой дифференциации (лидеры по качеству) – придание товарам компании специфических черта, отличающих их от товаров конкурентов, стратегия оптимальных издержек – получение преимуществ фирмой за счет сочетания низких издержек и широкой дифференциации товаров...
73990. Возрастные особенности волевой регуляции у подростков и старшеклассников 535.5 KB
  Воля проходит свое развитие в течение многих этапов возрастного становления личности на протяжении всей жизнедеятельности, приближаясь к регулятивным функциям воли. Мы предполагаем, что в подростковом возрасте при развитости воли все еще недостаточно сформирована волевая регуляция, влияющая на произвольное поведение и деятельность подростков
73991. Сравнение возможностей инструментария разработки программного обеспечения графических процессоров 358 KB
  Обобщим основные отличия между архитектурами центрального графического процессора. CPU создан для последовательного исполнения одного потока инструкций с максимальной производительностью, а GPU спроектирован таким образом чтобы единовременно исполнять как можно большее число параллельных потоков...
73992. Весільна фотографія, засоби та прийоми композиційного рішення і технологічного виконання фоторобіт 1005.89 KB
  Весільна фотографія - напрям у фотографії, покликаний художньо відобразити події, що відбуваються під час весілля. Цей жанр у фотографії вимагає від фотографа вміння поєднувати у своїй роботі такі жанри, як портрет, фотожурналістика, документальна фотографія, художня фотографія.
73993. Порядок учета посреднических операций 105.61 KB
  Рассмотрение порядка учета посреднических операций, как с точки зрения посредников, так и с точки зрения организаций приобретающих и реализующих товары (работы, услуги) через посредников, а также раскрытие особенностей налогообложения посреднических сделок
73994. Организация финансовой работы на предприятии ЗАО Алтайстройдеталь 708.75 KB
  Изучить содержание и основные принципы организации финансовой работы на предприятии; ознакомиться со структурой и основными функциональными обязанностями отдельных финансовых служб предприятия; рассмотреть порядок организации финансовой работы предприятия на примере ЗАО Алтайстройдеталь; предложить мероприятия по совершенствованию финансовой деятельности предприятия.
73995. Экономическая политика первых лет Советской власти: от военного коммунизма к нэпу 17.8 KB
  Вопервых потому что с нэпом часто связывают идеи о возможности осуществления иного нежели сталинский варианта развития страны о возможности иной модели социализма а вовторых борьба в руководстве страны в связи с осуществлением нэпа позволяет понять сущность политической системы СССР сложившейся в результате последующего завершения нэпа. К основным принципам нэпа можно отнести: денационализацию части средней и мелкой промышленности провозглашение свободы торговли допущение частного капитала в экономику в том числе и иностранного ...
73996. Огосударствление экономики СССР.Индустриализация и коллективизация в СССР 28.31 KB
  Необходимость проведения индустриализации в России мало у кого вызывает какиелибо сомнения. Впрочем по вопросу о темпах и методах индустриализации в советском руководстве не существовало единства мнений. оставляла единственную возможность – получить средства для индустриализации за счет мобилизации внутренних ресурсов. С точки зрения наиболее решительных сторонников индустриализации Е.
73997. Основные особенности и этапы внешней политики СССР между двумя мировыми войнами 18.92 KB
  Основные особенности и этапы внешней политики СССР между двумя мировыми войнами. Условия возникновения Советского государства в рамках мировой и гражданской войн активного участия в этом процессе значительного числа иностранных государств и особенности большевистской идеологии с приоритетом в постановке задач общемировым устремлениям во многом обусловили цели и средства внешней политики СССР в 20 30х гг. С другой стороны СССР являлся наследником Российской империи с ее очевидными национальными и государственными интересами защита...