Категории раздела
| Мои файлы [5046] |
Реклама
Поиск
Мой сайт
Пятница, 09.10.2026, 01:49
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Каталог файлов
| Главная » Файлы » Мои файлы |
Ми файлы
| 30.11.2009, 22:39 | |
| Поточные симметричные шифры В современной криптографии все шифрующие преобразования делятся на два больших класса: • поточные шифры, единицей шифрования которых является 1 бит; • блочные шифры, которые умеют шифровать информацию только блоками по 64 или 128 бит сразу. Где нужны поточные шифры? В первую очередь там, где информация поступает побитно, в том числе возможно в хаотичные моменты времени (т. е. асинхронно, без какого-либо закона или периода).Это практически все системы связи: • модемные соединения; • локальные сети; • последовательный порт ЭВМ; • радиосвязь. В подобных системах информация может поступать порциями произвольной длины и требует шифрования сразу же по поступлению, т. е. не дожидаясь очередного бита (который может появиться, скажем, только через 10-20 секунд). Для шифрования одного бита исходного текста pi поточный шифр генерирует один бит т. н. гаммы, шифрующей последовательности g, и складывает их по модулю 2: ci =( pi + gi) mod 2. Получившийся в результате бит ci поступает в канал передачи данных. На принимающей стороне получатель генерирует последовательность { g } по тем же правилам, что и отправитель (если он знает правильный ключ шифрования). Поскольку операция сложения по модулю 2 обратима, то исходное значение бита pi, получается по следующей формуле: pi =( ci + gi) mod 2. Простейшим способом генерации гаммы является применение линейного регистра сдвига (ЛРС). Его устройство (см. рис. 6.1.1) представляет собой несколько (от 15 до 60) ячеек памяти, в каждой из которых может храниться один бит информации. Совокупность бит, находящихся в данный момент в ЛРС, называется его состоянием. Рис. 4.1.1. Общий вид линейного регистра сдвига Для выработки очередного бита гаммы ЛРС производит один цикл преобразований, называемый тактом, по следующему алгоритму. • Первый (скажем, самый правый) бит из последовательности поступает на выход ЛРС - это очередной бит гаммы. • Содержимое всех промежуточных ячеек памяти сдвигается на одну позицию вправо. В пустую ячейку памяти, появившуюся в результате сдвига у левого края ЛРС, помещается бит, который вычисляется как сумма по модулю 2 (знак Θ на схеме) над значениями из ячеек ЛРС с определенными номерами. Перед началом процесса в ячейки памяти ЛРС помещают гюбитно ключ. Пример работы ЛРС разрядности 4 с отводами обратной связи от нулевого и второго бита при установке ключа "0011" представлен на рис. 4.1.2. Рис. 4.1.2. Пример работы линейного регистра сдвига Основным недостатком линейных регистров сдвига является тот факт, что если злоумышленнику известен небольшой фрагмент исходной последовательности {р} (а так бывает довольно часто) и соответствующий ему блок зашифрованной последовательности {с}, то он может восстановить и исходное значение ключа, и то, с каких бит ЛРС взяты отводы для обратной связи. Алгоритм выяснения начального заполнения ЛРС и номеров отводов был предложен Берлекампом и Месси и получил название по их фамилиям. Для выяснения указанной информации по этому алгоритму достаточно 2ЛГ пар бит, где N -разрядность ЛРС. Чтобы избежать этого, на практике используются поточные шифры, объединяющие несколько (от 1 до б ЛРС) по определенной схеме. Они получили название нелинейные поточные шифры (НПШ). Фильтрующие НПШ строятся на базе одного или нескольких ЛРС созданием от его ячеек дополнительных отводов, никак не связанных с отводами обратной связи. Значения, получаемые по этим отводам, преобразовываются с помощью какой-либо нелинейной функции -фильтра (см. рис. 4.1.3). Бит-результат данной функции и подается на выход схемы как очередной бит гаммы. Рис. 4.1.3. Фильтрующий нелинейный поточный шифр Комбинирующие НПШ строятся на основе нескольких ЛРС, объединяя нелинейной функцией биты, порождаемые каждым из них на очередном шаге (рис. 4.1.4). Рис. 4.1.4. Комбинирующий нелинейный поточный шифр Динамические НПШ строятся также на базе нескольких ЛРС, но объединяют их не на равноправных условиях, а по схеме "начальник/подчиненный". Так, например, в схеме, приведенной на рис. 6.1.5, бит, порождаемый управляющим регистром, определяет бит какого из подчиненных ЛРС (первого или второго) будет подан на выход всего алгоритма. Бит от противоположного выбранному регистра просто отбрасывается. Рис. 4.1.5. Динамический НПШ с выбором ЛРС По другой схеме (рис. 4.1.6), если на очередном своем шаге управляющий ЛРС генерирует "1", то бит подчиненного ЛРС, полученный на этом же шаге, поступает на выход системы, а если же управляющий ЛРС выдал "0", то бит подчиненного регистра просто отбрасывается Рис. 4.1.6. Динамический НПШ с отбросом бит ("старт-стоп") Существуют и более сложные схемы взаимодействия ЛРС и их комбинации с уже описанными методами. Так, например, используемый в мобильных телефонах стандарта СЗМ нелинейный поточный шифр А5 использует три ЛРС (разрядностью в 19, 22 и 23 бита) по комбинирующей схеме и при этом одновременно управляет ими по динамической схеме "старт-стоп" с помощью четвертого ЛРС разрядности 17 бит. Итоговый размер ключа для этого шифра получа¬ется равным 19+22+23+17=81 биту. | |
| Просмотров: 157 | Загрузок: 0 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |
