Выбор параметров

Лаги a и b — «магические» и их не следует выбирать произвольно. Рекомендуются следующие значения лагов:  ,   или  . Качество получаемых случайных чисел зависит от значения константы, a чем оно больше, тем выше размерность пространства, в котором сохраняется равномерность случайных векторов, образованных из полученных случайных чисел. В то же время, с увеличением величины константы a увеличивается объём используемой алгоритмом памяти.

Значения   можно рекомендовать для простых приложений, не использующих векторы высокой размерности со случайными компонентами. Значения   позволяют получать числа, удовлетворительные для большинства алгоритмов, требовательных к качеству случайных чисел. Значения   позволяют получать очень качественные случайные числа и используются в алгоритмах, работающих со случайными векторами высокой размерности. Описанный фибоначчиев датчик случайных чисел (с лагами 20 и 5) используется в широко известной системе Matlab (автором первой версии этой системы был Д. Каханер).

Криптографические генераторы случайных чисел производят случайные числа, которые используются в криптографических приложениях, например - для генерации ключей. Обычные генераторы случайных чисел, имеющиеся во многих языках программирования и программных средах, не подходят для нужд криптографии (они создавались с целью получить статистически случайное распределение, криптоаналитики могут предсказать поведение таких случайных генераторов).

В идеале случайные числа должны основываться на настоящем физическом источнике случайной информации, которую невозможно предсказать. Примеры таких источников включают шумящие полупроводниковые приборы, младшие биты оцифрованного звука, интервалы между прерываниями устройств или нажатиями клавиш. Полученный от физического источника шум затем "дистиллируется" криптографической хэш-функцией так, чтобы каждый бит зависел от каждого бита. Достаточно часто для хранения случайной информации используется довольно большой пул (несколько тысяч бит) и каждый бит пула делается зависимым от каждого бита шумовой информаци и каждого другого бита пула криптографически надежным (strong) способом.

А5 — это поточный алгоритм шифрования, используемый для обеспечения конфиденциальности передаваемых данных между телефоном и базовой станцией в европейской системе мобильной цифровой связи GSM .

Шифр основан на побитовом сложении по модулю два (булева операция XOR) генерируемой псевдослучайной последовательности и шифруемой информации. В A5 псевдослучайная последовательность реализуется на основе трёхлинейных регистров сдвига с обратной связью. Регистры имеют длины 19, 22 и 23 бита соответственно. Сдвигами управляет специальная схема, организующая на каждом шаге смещение как минимум двух регистров, что приводит к их неравномерному движению. Последовательность формируется путём операции XOR над выходными битами регистров.

11. Асимметричные алгоритмы. Режимы шифрования. Методы криптоанализа. Основные способы использования асимметричных алгоритмов.

Методы криптоанализа

Криптоанализ

• Метод тотального перебора

• Атака на алгоритм

• Атака вероятного сообщения

Асимметричные алгоритмы шифрования позволяют получателю обеспечивать шифрование информации, направляемой ему неограниченным количеством отправителей. Кроме того, использование этих алгоритмов позволяет проводить аутентификацию участников обмена информацией и осуществлять контроль целостности передаваемой информации.

Общий принцип работы асимметричных алгоритмов заключается в следующем:

- участник информационного обмена генерирует пару ключей. При этом данные, зашифрованные одним из ключей, могут быть расшифрованы только другим ключом. Один из этих ключей является открытым (общедоступным), другой — закрытым (секретным). Секретный ключ участник хранит у себя, а открытый распространяет всем желающим отправлять ему шифрованные сообщения. Открытый ключ — это функция, при помощи которой отправитель может зашифровать свое сообщение, но ни он сам, ни кто-либо другой не может дешифровать это сообщение, используя открытый ключ. Для дешифрования сообщения (т. е. осуществления обратной операции — вычисления значения аргумента по значению функции) необходимо знать некоторый параметр указанной функции, который, по сути, и является закрытым ключом;

- отправитель сообщения шифрует информацию открытым ключом и передает ее получателю по каналам связи;

­- получатель дешифрует сообщения, используя свой закрытый ключ.

Режим шифрования — метод применения блочного шифра, позволяющий преобразовать последовательность блоков открытых данных в последовательность блоков зашифрованных данных. При этом для шифрования одного блока могут использоваться данные другого блока. Обычно режимы шифрования используются для модификации процесса шифрования так, чтобы результат шифрования каждого блока был уникальным вне зависимости от шифруемых данных и не позволял сделать какие-либо выводы об их структуре. Это обусловлено, прежде всего, тем, что блочные шифры шифруют данные блоками фиксированного размера, и поэтому существует потенциальная возможность утечки информации о повторяющихся частях данных шифруемых на одном и том же ключе.

ElectronicCodebook (ECB)

Основная статья: Режим электронной кодовой книги

Каждый блок открытого текста заменяется блоком шифротекста. В ГОСТ 28147—89 называется режимом простой замены.

CipherBlockChaining (CBC)

Основная статья: Режим сцепления блоков шифротекста

Каждый блок открытого текста (кроме первого) побитово складывается по модулю 2 (операция XOR) с предыдущим результатом шифрования

PropagatingCipherBlockChaining (РСВС)

Недостатки режима CBC привели к созданию усовершенстванного режима распространяющегося сцепления блоков шифра . Естественно этот режим похож на CBC за исключением того, что предыдущий блок открытого текста и предыдущий блок шифротекста подвергается операции XOR с текущем блоком открытого текста перед шифрованием или после него.

CipherFeedback (CFB)

Основная статья: Режим обратной связи по шифротексту

Режим обратной связи по шифротексту, режим гаммирования с обратной связью . Для шифрования следующего блока открытого текста он складывается по модулю 2 с перешифрованным (блочным шифром) результатом шифрования предыдущего блока.

OutputFeedback (OFB)

Режим (OFB)^[5] обратной связи вывода превращает блочный шифр в синхронный шифрпоток: это генерирует ключевые блоки, которые являются результатом сложения с блоками открытого текста, чтобы получить зашифрованный текст. Так же, как с другими шифрами потока, зеркальное отражение в зашифрованном тексте производит зеркально отраженный бит в открытом тексте в том же самом местоположении. Это свойство позволяет многим кодам с исправлением ошибок функционировать как обычно, даже когда исправление ошибок применено перед кодированием.