Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое симметричное блочное шифрование, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое симметричное блочное шифрование, принципы блочного симметричного шифрования , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Криптография и криптоанализ, Стеганография и Стегоанализ.
Как уже было отмечено, блочные шифры обрабатывают кодируемое сообщение блоками из нескольких байт, при этом блок открытого текста X преобразуется в блок шифротекста Y того же размера с использованием некоторого ключа шифрования Key:
Y=Encrypt(X,Key)
Процедура дешифрации выполняет обратное преобразование, используя тот же самый ключ:
X=Decrypt(Y,Key)
В общем случае процедуры Encrypt и Decrypt не совпадают, однако если последовательность действий при шифрации и дешифрации в точности совпадает, блочный шифр называется абсолютно симметричным. Для абсолютно симметричного шифра, очевидно, справедливо:
X=Encrypt((Encrypt(X,Key),Key)
Преобразования Encrypt и Decrypt трактуют блоки открытого и зашифрованного текста как целые числа и выполняет над ними ряд арифметических либо логических действий, основная задача которых – тщательно «перемешать» биты блока открытого текста между собой, а также связать их с битами используемого ключа шифрования для формирования блока закрытого текста. Для того, чтобы все шифрующее преобразование было обратимым, действия, его составляющие должны быть также обратимы (обратимость действия означает, что по его результату и одному из операндов можно получить второй операнд). В таблице 2.1 приведен список обратимых операций, использующихся в современных криптографических преобразованиях .
Среди операций, приведенных в таблице, необходимо выделить операции умножения и табличной подстановки, которые относятся к классу нелинейных и существенно затрудняют методы линейного криптоанализа блочных шифров.
Таблица 2.1
Основные обратимые операции
|
Название операции |
Графическое обозначение |
Формула преобразования |
Обратное преобразование |
|
Сложение |
 |
X’=X+V |
Вычитание |
|
Сложения по модулю 2 |
 |
X’=X Å V |
Автообратима |
|
Умножение по модулю 2N+1 (N- размер блока) |
 |
X’=(X×V) mod (2N+1) |
Сомножитель можно найти по алгоритму Евклида |
|
Циклические сдвиги вправо/влево |
 |
X’=X ROR V X’=X ROL V |
Циклический сдвиг в обратном направлении |
|
Табличная подстановка |
 |
X’=SBox(X) |
Обратная подстановка |
Для преобразований параметров криптоалгоритмов, которые не требуют обратимости, используются необратимые операции, такие как логические сложение и умножение, арифметические сдвиги влево и вправо, получение остатка от целочисленного деления, умножение по модулю 2N.
В качестве второго операнда V, участвующего в операциях криптографических преобразований, могут использоваться:
1) фиксированные числовые константы;
2) значения, вычисленные из независимой части шифруемого блока (например, можно сложить младшую и старшую часть блока шифруемой информации);
3) материал ключа – блок информации, вычисленный исключительно на основе информации, хранящейся в ключе шифрования.
Одним из основных принципов структурного построения современных криптоалгоритмов является принцип итерирования. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Его идея заключается в многократной, состоящей из нескольких циклов (или раундов), обработки одного блока открытого текста с использованием на каждом цикле специального ключа раунда, вычисляемого на основе ключа шифрования. Количество циклов можно варьировать из соображений криптостойкости и эффективности реализации алгоритма: увеличение количества циклов приводит к повышению стойкости шифра, но увеличивает время шифрации и потребляемые вычислительные ресурсы. Подобные циклические структуры принято называть сетями, и большинство современных блочных шифров построены с использованием сетевой архитектуры.
В качестве примера криптографических сетей можно привести SP-сети, содержащие в каждом раунде два слоя – подстановки (substitution), в котором обычно используются обратимые операции преобразования над шифруемым блоком и материалом ключа, и перестановки (permutation), в котором происходит перестановка бит внутри блока. Однако, самой популярной сегодня является сеть Фейштеля, схема которой представлена на рис.2.4.
При шифровании блок открытого текста разбивается на две равные части - левую и правую. На каждом цикле одна из частей подвергается преобразованию при помощи образующей функции F и вспомогательного ключа ki, полученного из исходного ключа. Результат преобразования складывается по модулю 2 с другой частью, после чего части меняются местами. Преобразования на каждом цикле идентичны и лишь после последнего раунда не выполняется перестановка частей блока.
Если размер блока шифрования криптоалгоритма слишком велик, возможны модификации сети Фейштеля с 4 ветвями, один из вариантов которых приведен на рис. 2.5.Достоинством сети Фейштеля является то, что дешифрация выполняется той же последовательностью преобразований, лишь порядок следования вспомогательных ключей меняется на обратный. Это достигается за счет автообратимости операции суммы по модулю 2, смешивающей части блока между собой.
В заключение, эта статья об симметричное блочное шифрование подчеркивает важность того что вы тут, расширяете ваше сознание, знания, навыки и умения. Надеюсь, что теперь ты понял что такое симметричное блочное шифрование, принципы блочного симметричного шифрования и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Криптография и криптоанализ, Стеганография и Стегоанализ
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про симметричное блочное шифрование
Комментарии
Оставить комментарий
Криптография и криптоанализ, Стеганография и Стегоанализ
Термины: Криптография и криптоанализ, Стеганография и Стегоанализ