Шифрование данных с помощью алгоритма cast.

Цель работы: изучить методы шифрования данных в алгоритме CAST и освоить их практическое применение.

Теоретическое введение

Описываемый алгоритм CAST использует 64-битовый блок и 64-битовый ключ.Алгоритм использует шесть S-блоков с 8-битовым входом и 32-битовым выходом. Работа этих S-блоков сложна и зависит от реализации.

Для шифрования сначала блок открытого текста разбивается на левую и правую половины. Алгоритм состоит из 8 этапов. На каждом этапе правая половина объединяется с частью ключа с помощью функции f, а затем XOR результата и левой половины выполняются для получения новой правой половины. Первоначальная (до этапа) правая половина становится новой левой половиной.После 8 этапов ( не переставлять левую и правую половины после восьмого этапа) две половины объединяются, образуя шифротекст. Функция f проста:

1. Разбить 32-битовый вход на четыре 8-битовых части: a, b, c, d.

2. Разбить 16-битовый подключ на две 8-битовых половины: e, f.

3. Подать a на вход S-блока 1, b – на вход S-блока 2, с – на вход S-блока 3, d – на вход S-блока 4, e – на вход S-блока 5 и f – на вход S-блока 6.

4. Выполнить XOR шести выходов S-блоков, получая 32-битовый результат.

И

33

наче, 32-битовый вход может быть объединен с помощью XOR с 32 битами ключа, разбит на четыре 8-битовых части, котрые обрабатываются S-блоками и затем объединяются с помощью XOR. Безопасность N этапов, организованных таким образом, по-видимому, соответствует N+2 этапам другого варианта.

16-битовые подключи этапов легко получаются из 64-битового ключа. Если k_1, k_{2, . . .} k₈ – это 8 байтов ключа, то на этапах алгоритма используются следующие подключи:

Этап 1: k_1, k_2.

Этап 2: k_3, k_4.

Этап 3: k_5, k_6.

Этап 4: k_7, k_8.

Этап 5: k_4, k_3.

Этап 6: k_2, k_1.

Этап 7: k_8, k_7.

Этап 8: k_6, k_5.

Сила этого алгоритма заключена в его S-блоках. У CAST нет фиксированных S- блоков, для каждого приложения они конструируются заново. Изогнутыми функциями являются столбцы S-блоков, обеспечивающие необходимые свойства S-блоков. Созданный для данной реализации CAST S-блоков уже больше никогда не меняется. S-блоки зависят от реализации, а не от ключа.

Задание:

Используя алгоритм шифрования данных CAST, написать программу шифрования и дешифрования произвольного набора символов на любом языке программирования.

Порядок выполнения работы:

 написать на языке программирования функцию шифрования, в которую в качестве параметров передается ключ и символ (или строка символов) исходного текста.

 написать функцию дешифрования, в которую в качестве параметров передается ключ и символ (или строка символов) зашифрованного текста.

Оформление отчета:

В отчете следует привести краткие теоретические сведения. Кроме того, должны быть представлены: краткая блок-схема, текст программы, шифруемый набор символов, результаты выполнения программы.

34

Контрольные вопросы:

22. В чем заключается суть метода шифрования CAST?

23. Из скольких этапов состоит вычисление функции f?

24. В чем заключена сила алгоритма CAST?