Блочный шифр

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 00:31, 12 июня 2016.
Рис. 1. Структура алгебраического шифрования.
TemplateDifinitionIcon.svg Определение «Определение - Блочный шифр»
Блочный шифр — разновидность симметричного шифра. Особенностью блочного шифра является обработка блока нескольких байт за одну итерацию (как правило 8 или 16).Блочные криптосистемы разбивают текст сообщения на отдельные блоки и затем осуществляют преобразование этих блоков с использованием ключа.

Единственная разница между поточным и блоковым - это размер обрабатываемой информации (порции).

Модели шифрования:

Рис. 2. Модель блочного шифра.
Рис. 3. Модель потокового шифра.
TemplateExampleIcon.svg Пример Пример: Потоковый шифр
Потоковый шифр оперирует по 1 байту или 1 биту.
TemplateExampleIcon.svg Пример Пример: Блочный шифр
Блочный шифр оперирует блоками от 64 бита и более. (64, 128, 192, 256)


У блочного шифра есть особенность: При увеличении размера блока, увеличивается стойкость.

Чем больше , тем больше таблица и следовательно сложнее атака.

TemplateExampleIcon.svg Пример Пример:

, то таблица бит.

, то таблица бит.


Строить сложные преобразования, как суперпозицию простых не коммутирующих.

TemplateDifinitionIcon.svg Определение «Определение - Некоммутирующие преобразования»
Есть и . И выполняется неравенство: .

Посылка Шеннона:

Для блочного шифра необходимо, чтобы маленькие изменения открытого текста или ключа приводило к большому изменению шифр текста.

больше при , - маленьких.

И так способ достижения посылки Шеннона:

Использовали два типа преобразования:

  1. преобразование - перемешивание. Перемешивание (confusion) — использование преобразований, затрудняющих получение статистических зависимостей между шифротектстом и открытым текстом.
  2. преобразование - размешивание. Размешивание (diffusion) — то есть изменение любого знака открытого текста или ключа влияет на большое число знаков шифротекста, что скрывает статистические свойства открытого текста.

- сложное нелинейное преобразование над подблоками:

Рис. 4. S преобразование.

- как правило это перестановка битов в блоке:

Рис. 5. P преобразование.
TemplateExampleIcon.svg Пример Пример: SP преобразование
Еще она называются SP-сети:
Рис. 6. SP-сети.


TemplateDifinitionIcon.svg Определение «Определение - SP-сети»
SP-сети - шифрование c последовательностью однотипных итераций. SP-сети относятся к классу итерационных шифров.
Рис. 7. SP-сети с различными ключами.

где: - число раундов или итераций.

- ключи.

Процедура выработки ключей битных для 10 раундов из битного ключа.

TemplateExampleIcon.svg Пример Пример: Выработка ключа
В DES из 56 битного ключа вырабатываются 16 ключей по 48 бит.


- линейное преобразование(усложнение шифрования).

Конструкция FeistelNetwork (Сеть Фейстеля)

Шифрование

Рис. 8. Блок схема Фейстеля для кодирования.

Расшифрование

Рис. 9. Блок схема Фейстеля для раскодирования.

Можно усложнить шифрование, используя разные алгоритмы на разных итерациях. В качестве операции после алгоритма часто используется сложение по модулю два.

TemplateExampleIcon.svg Пример Пример:
Пример такого шифра DES.