4.4.3. Режим гаммирования с обратной связью

Зашифрование открытых данных в режиме гаммирования с обратной связью. Криптосхема, реализующая алгоритм зашифрования в режиме гаммирования с обратной связью, имеет вид, показанный на рис.3.13.

Открытые данные, разбитые на 64-разрядные блоки T₀⁽¹⁾, T₀⁽²⁾, …, T₀^(m), зашифровываются в режиме гаммирования с обратной связью путем поразрядного сложения по модулю 2 с гаммой шифра Г_ш, которая вырабатывается блоками по 64 бита:

Г_ш=( Г_ш⁽¹⁾, Г_ш⁽²⁾, …, Г_ш^(m)).

Число двоичных разрядов в блоке T₀^(m) может быть меньше 64, при этом неиспользованная для шифрования часть гаммы шифра из блока Г_ш^(m) отбрасывается.

Уравнения зашифрования в режиме гаммирования с обратной связью имеют вид:

Здесь - i-й 64-разрядный блок зашифрованного текста; A(∙) - функция зашифрования в режиме простой замены; m - определяется объемом открытых данных.

Аргументом функции A(∙) на первом шаге итеративного алгоритма является 64-разрядная синхропосылка , а на всех последующих шагах – предыдущий блок зашифрованных данных .

Процедура зашифрования данных в режиме гаммирования с обратной связью реализуется следующим образом. В КЗУ вводятся 256 бит ключа. В накопители N₁ и N₂ вводится синхропосылка из 64 бит. Исходное заполнение накопителей N₁ и N₂ зашифровывается в режиме простой замены. Полученное в результате зашифрования заполнение накопителей и образует первый 64-разрядный блок гаммы шифра , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре CM₅ с первым 64-разрядным блоком открытых данных

.

В результате получают первый 64-разрядный блок зашифрованных данных

где .

Блок зашифрованных данных одновременно является также исходным состоянием накопителей N₁, N₂ для выработки второго блока гаммы шифра , и поэтому по обратной связи записывается в указанные накопители N₁ и N₂.

Заполнение накопителя N₁

Заполнение накопителя N₂

Заполнение накопителей N₁ и N₂ зашифровывается в режиме простой замены. Полученное в результате зашифрования заполнение накопителей N₁ и N₂ образует второй 64-разрядный блок гаммы шифра , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре CM₅ со вторым блоком открытых данных :

Выработка последующих блоков гаммы шифра Г_ш⁽ⁱ⁾ и зашифрование соответствующих блоков открытых данных проводится аналогично.

Если длина последнего m-го блока открытых данных меньше 64 разрядов, то из Г_ш^(m) используется только соответствующее число разрядов гаммы шифра, остальные разряды отбрасываются.

В канал связи или память ЭВМ передаются синхропосылка и блоки зашифрованных данных T_ш⁽¹⁾, T_ш⁽²⁾, …, T_ш^(m).

Расшифрование в режиме гаммирования с обратной связью. При расшифровании криптосхема имеет тот же вид, что и при зашифровании (см.рис.3.13).

Уравнения расшифрования:

Реализация процедуры расшифрования зашифрованных данных в режиме гаммирования с обратной связью происходит следующим образом. В КЗУ вводят 256 бит того же ключа, на котором осуществлялось зашифрование открытых блоков T₀⁽¹⁾, T₀⁽²⁾, …, T₀^(m). В накопители N₁ и N₂ вводится синхропосылка . Исходное заполнение накопителей N₁ и N₂ (синхропосылка ) зашифровывается в режиме простой замены. Полученное в результате зашифрования заполнение N₁ и N₂ образует первый блок гаммы шифра

который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре CM₅ с блоком зашифрованных данных T_ш⁽¹⁾.

В результате получается первый блок открытых данных

Блок зашифрованных данных T_ш⁽¹⁾ является исходным заполнением накопителей N₁ и N₂ для выработки второго блока гаммы шифра Г_ш⁽²⁾: Г_ш⁽²⁾=А(Т_ш⁽¹⁾). Полученное заполнение накопителей N₁ и N₂ зашифровывается в режиме простой замены. Образованный в результате зашифрования блок Г_ш⁽²⁾ суммируется поразрядно с по модулю 2 в сумматоре CM₅ со вторым блоком зашифрованных данных Т_ш⁽²⁾. В результате получают второй блок открытых данных. Аналогично в N₁, N₂ последовательно записывают блоки зашифрованных данных T_ш⁽²⁾, T_ш⁽³⁾, …, T_ш^(m), из которых в режиме простой замены вырабатываются блоки гаммы шифра Г_ш⁽³⁾, Г_ш⁽⁴⁾, …, Г_ш^(m).

Блоки гаммы шифра суммируются поразрядно по модулю 2 в сумматоре CM₅ с блоками зашифрованных данных T_ш ⁽³⁾, T_ш⁽⁴⁾, …, T_ш^(m).

В результате получают блоки открытых данных

T₀⁽³⁾, T₀⁽⁴⁾, …, T₀^(m),

при этом последний блок открытых данных T₀^(m) может содержать меньше 64 разрядов.