4. Характеристики современных симметричных блочных шифров

   1. Развитие схемы Файстеля и des

Структура практически всех современных симметричных блочных шифров во многом аналогична DES и блочному шифру Фейстеля. Однако по мере развития методов криптоанализа и роста потребности в быстрых средствах программного шифрования были разработаны новые, более совершенные подходы. Некоторые наиболее важные характеристики современных алгоритмов, отсутствующие в DES:

• Переменная длина ключа. Обеспечивает «регулируемый» компромисс между стойкостью алгоритма и скоростью работы.

• Смешивание операций. Использование более одной арифметической и/или булевой операции усложняет задачу криптоанализа, особенно если эти операции не связаны дистрибутивными и ассоциативными законами. Данный подход позволяет обеспечить нелинейность в противовес S-матрицам.

• Зависимость сдвига от данных (RC5). Привлекательной альтернативой использованию S-матриц является использование циклических сдвигов, величина которых зависит от обрабатываемых данных. При достаточно большом числе раундов этот механизм может обеспечить алгоритму прекрасные показатели диффузии и конфузии. Кроме того, это значительно усложняет задачу восстановления подключей, т.к. сдвиг зависит не от них, а от данных.

• Зависимость сдвига от ключа (CAST-128).

• Зависимость S-матриц от ключа (Blowfish).

• Очень длинный алгоритм вычисления подключей (Blowfish). Процесс вычисления подключей занимает значительно больше времени чем шифрование или дешифрование, что затрудняет криптоанализ с перебором всех вариантов ключей.

• Переменная функция F (CAST-128).

• Переменная длина блока открытого/шифрованного текста (RC5). Позволяет регулировать криптоаналитическую стойкость и адаптировать алгоритм к конкретным условиям реализации.

• Переменное число раундов (RC5).

• Обработка обеих половин блока данных в каждом раунде.

Сегодня исследования симметричных алгоритмов шифрования ведутся в направлении усовершенствования шифра Фейстеля, а не разработке совершенно новых структур. Причина в том, что структура Фейстеля к настоящему времени уже хорошо изучена и зарекомендовала себя как надежная и не имеющая скрытых изъянов.