1.6.4Отечественный стандарт -- гост 28147-89

Алгоритм криптографического преобразования данных ГОСТ 28147-89 -- является стандартом на криптографическую обработку в России. После создания он не публиковался, и был засекречен. Открыли его через пять лет после создания.

АКП является блочным симметричным шифром с длиной блока 64 бита. Базовый алгоритм ГОСТа используется в различных схемах:

• простая замена (электронная кодировочная книга) (Рисунок 1 .1);

• гаммирование (см. Рисунок 1 .2, плюс небольшое дополнение ниже);

• шифрование с обратной связью (см. Рисунок 1 .4);

• выработка иммитоприставки (иммитоприставкой является выход алгоритма E схеме шифрования с обратной связью).

Рисунок 1.6 Базовый шаг алгоритма ГОСТ 28147-89

Ключ состоит из 256 битов и делится на 8 равных частей по 32 бита, которые называются подключами K[i], таблица замен – таблица 8x16 4-х битовых элементов S[i,j], i<8, j<16).

На входе -- две цепочки по 32 бита

где

K[i] – подключ номер i;

ROL-11 – циклический сдвиг на 11 бит влево;

S[j] – таблицы замены 4-х битовых величин.

Набор таблиц замены позволяет менять шифр не изменяя алгоритма шифрования и не ухудшая криптостойкости шифра.

Основной шаг применяется в различных режимах, различающихся порядком использования подключей, и числом повторений основного шага. Подключи используется в следующем порядке (ниже перечисляются их номера):

для шифрования (основной шаг выполняется 32 раза)

0-1-2-3-4-5-6-7-0-1-2-3-4-5-6-7-0-1-2-3-4-5-6-7-7-6-5-4-3-2-1-0

для расшифрования (тоже 32 раза) только в режиме простой замены

0-1-2-3-4-5-6-7-7-6-5-4-3-2-1-0-7-6-5-4-3-2-1-0-7-6-5-4-3-2-1-0

для выработки имитоприставки (16 раз)

0-1-2-3-4-5-6-7-0-1-2-3-4-5-6-7

Вкратце, о схемах использования АКП. Режим Простой замены является наиболее примитивным.

В режиме Гаммирования предусмотрено дополнительное преобразование гаммы перед каждым применением АКП:

G₁ := (G₁ + C₁) mod 2³²,

G₂ := (G₂ + C₂) mod (2³² - 1);

где G₁, G₂ -- две 32-х битовых половины гаммы, С₁=01010101h, C₂=01010104h. Режим шифрования с обратной связью полностью совпадает со схемой шифрования с обратной связью из общего описания блочных шифров. Выработка цифровой сигнатуры происходит по той же схеме, но результатом является не зашифрованный текст, а значение гаммы шифра, получившееся после обработки всего текста (обычно используются только младшие 32 бита гаммы). Обратите внимание, что для выработки цифровой сигнатуры основной шаг вызывается только 16 раз, а не 32, как для шифрования с обратной связью.

Можно оценить, сколько надо в среднем перебрать различных текстов (N), чтобы подобрать один фальшивый текст с той же иммитоприставкой с вероятностью 0.5. Эта вероятность зависит от размера приставки M=2^m (m – количество битов в иммитоприставке). Обычно используют младшие 32 бита иммитоприставки шифра ГОСТ 28147-89.

2.Исследование работы двухключевых алгоритмов шифрования на примере rsa

2.1Цель работы

Изучить основные принципы шифрования с открытым ключом. Освоить алгоритм RSA. Изучить математические принципы на которых основан этот алгоритм.

2.2Домашнее задание

1. Изучить алгоритм шифрования RSA в соответствии с пунктом 2.6 данного методического руководства.

2. Записать вариант, соответствующий двум младшим цифрам номера студенческого билета.

3. По таблице простых чисел (в конце брошюры) выбрать 2 простых числа. Номер числа P = 8+последняя цифра студенческого билета, номер числа Q = 18 + предпоследняя цифра студенческого билета.

4. Вычислить произведение этих чисел N=P´Q и функцию Эйлера j(N)=M=(P-1)(Q-1);

5. Используя алгоритм Евклида найти такое число D, взаимно простое с M, которое не является простым.

6. Выполнить шифрование и расшифровку сообщения (сообщение = 143) по алгоритму RSA

7. Все вычисления должны быть занесены в протокол, а результаты сведены в Таблица 2 .1

Таблица 2.1 Шифрование по алгоритму RSA

Исследуемая величина	Домашнее задание	Лабораторное задание
Простое число Р
Простое число Q
N=PQ
M=(P-1)(Q-1)
D взаимно простое с M
E=1/D (mod M)
Секретный ключ (E, N)
Открытый ключ (D, N)
Исходное сообщение B	143
Шифровка C=BD(mod N)
Расшифрованное сообщение B'=CE(mod N)

Подготовиться к ответам на ключевые вопросы