Содержание отчета о выполненной лабораторной работе

1. Цель лабораторной работы.

2. Результаты выполнения пунктов индивидуального задания.

3. Выводы по полученным результатам.

Контрольные вопросы

1. Что такое частота скремблирования?

2. В чем важное достоинство скремблирования методом частотной инверсии?

3. Перечислите недостатки скремблирования методом временной перестановки.

Лабораторная работа №2. Аппаратная реализация режима шифрования cfb

Цель работы. В системе схемотехнического моделирования MicroCapпромоделировать работу режима шифрованияCFB; реализовать шифрование и дешифрование сообщения, проанализировать влияние ошибок в канале на полученное сообщение после его дешифрования.

Основные положения

Для любого симметричного блочного алгоритма шифрования можно применить четыре режима его выполнения.

ECB - Electronic Codebook - каждый блок из 64-х битов незашифрованного текста шифруется независимо от остальных блоков, с применением одного и того жеключа шифрования. Типичные приложения - безопасная передача одиночных значений (например, криптографического ключа).

CBC - Cipher Block Chaining - вход криптографического алгоритма является результатом применения операциисуммирования по модулю двак следующему блоку незашифрованного текста и предыдущему блоку зашифрованного текста. Типичные приложения - общая блокоориентированная передача, аутентификация.

CFB- Cipher Feedback - при каждом вызове алгоритма обрабатываетсяJбитов входного значения. Предшествующий зашифрованный блок используется в качестве входа в алгоритм; кJбитам выхода алгоритма и следующему незашифрованному блоку изJбитов применяется операциясуммирования по модулю два, результатом которой является следующий зашифрованный блок изJбитов. Типичные приложения - потокоориентированная передача, аутентификация.

OFB- Output Feedback - аналогиченCFB, за исключением того, что на вход алгоритма при шифровании следующего блока подается результат шифрования предыдущего блока; только после этого выполняется операциясуммирования по модулю два с очереднымиJбитами незашифрованного текста. Типичные приложения - потокоориентированная передача по зашумленному каналу (например, спутниковая связь).

Режим CFBможет использоваться для получения поточного шифра (из блочного). Размер блока в данном режиме меньше либо равен размеру блока шифра. Общая структура для данного режима приведена на рис.3 и рис.4.

Рис.3.

, где E_k– функция шифрования,k– ключ шифрования,B_i– блок шифруемого сообщения,C_i– блок зашифрованного сообщения.

Рис. 4.

, где E_k– функция шифрования,k– ключ шифрования,B_i– блок шифруемого сообщения,C_i– блок зашифрованного сообщения.

Структурная схема аппаратной реализации режима шифрования/расшифрования CFB представлена на рис.5.

Рис. 5.

Перед началом шифрования открытого сообщения в регистр сдвига записывается начальный вектор (НВ), который называется синхропосылкой. Затем значение НВ шифруется, из результата берутся левые k бит зашифрованного значения НВ и складываются по модулю 2 (XOR) с k битами открытого сообщения, получаем k-битный блок шифртекста. Значение НВ сдвигается на k бит влево, а в освободившиеся разряды записывается значение k-битного блока шифртекста. После этого содержимое регистра сдвига снова шифруется и т.д. до окончания открытого сообщения. Расшифрование сообщения выполняется аналогично (см. рис.5).

Задание для выполнения лабораторной работы №2.

1. В системе схемотехнического моделирования MicroCapпостроить и промоделировать работу схемы для аппаратной реализации режимаCFBдля заданных значенийNи К (см. рис.5);

2. с помощью построенной схемы реализовать шифрование и дешифрование сообщения, проверить правильность дешифрования сообщения;

3. проанализировать влияние ошибок в канале связи на результат дешифрования сообщения.

Примечание. Разрядность регистра сдвига, а также значения Nи К назначаются преподавателем индивидуально для каждого студента группы.