KN_6_2013-2014 / СТЕПАНОВ / Захист інформації / Лекції / ZM2

Як параметр V для будь-якого з цих перетворень може використовуватися:

-фіксоване число (наприклад, X’ = X + 125);

-число, що отримується з ключа (наприклад, X’ = X + F(K));

-число, що отримується з незалежної частини блоку (наприклад, X2’ = X2 + F(X1)).

Останній варіант використовується в схемі, яка називається мережею Фейстеля (на ім'я її творця).

Послідовність виконуваних над блоком операцій, комбінації перерахованих вище варіантів V самі функції F і складають особливості конкретного симетричного блокового криптоалгоритму.

Характерною ознакою блокових алгоритмів є багатократне і непряме використання матеріалу ключа. Це визначається в першу чергу вимогою неможливості зворотного декодування відносно ключа при відомих початковому і зашифрованому текстах. Для вирішення цього завдання в приведених вище перетвореннях найчастіше використовується не само значення ключа або його частини, а деяка, іноді необоротна функція від матеріалу ключа. Більш того, в подібних перетвореннях один і той же блок або елемент ключа використовується багато разів. Це дозволяє при виконанні умови оборотності функції щодо величини X зробити функцію необоротною щодо ключа K.

2.1. Алгоритм шифрування DES.

DES (Data Encryption Standard) - симетричний алгоритм шифрування, в якому один ключ використовується як для шифрування, так і для расшифрованія даних. DES розроблений фірмою IBM і затверджений урядом США в 1977 році як офіційний стандарт. DES має блоки по 64 біт і 16 циклову структуру мережі Фейстеля, для шифрування використовує ключ з довжиною 56 біт. Алгоритм використовує комбінацію нелінійних і лінійних перетворень.

Достоїнства :

-використовується тільки один ключ завдовжки 56 біт;

-відносна простота алгоритму забезпечує високу швидкість обробки;

-зашифрувавши повідомлення за допомогою одного пакету програм, для розшифровки можна використовувати будь-який інший пакет програм, відповідний алгоритму DES;

-криптостійкість алгоритму цілком достатня для забезпечення інформаційної безпеки більшості комерційних застосувань.

Недолік:

- низька криптостійкість для використання в державних установах (можливість повного перебору (метод грубої сили) за прийнятний час).

2.2. Алгоритм шифрування 3DES.

Triple DES (3DES) - симетричний блоковий шифр, створений Уїтфілдом Діффі, Мартіном Хеллманом і Уолтом Тачманном в 1978 році на основі алгоритму DES, з метою усунення головного недоліку останнього - малої довжини ключа (56 біт), який може бути зламаний методом повного перебору ключа.

Найчастіше використовується варіант шифрування на трьох ключах: відкритий текст шифрується на першому ключі, отриманий шифртекст - на другому ключі і нарешті дані, отримані після другого кроку, шифруються на третьому ключі. Всі три ключі вибираються незалежно один від одного. Загальна довжина ключа 168 біт.

Достоїнства:

-є простим способом усунення недоліків DES; -побудований на основі DES, тому для його реалізації можливо використовувати програми, створені для DES;

-криптостійкість набагато вища - час, потрібний для криптоаналізу 3des, може бути в мільярд разів більше, ніж час, потрібний для розтину DES.

Недолік:

- швидкість роботи 3DES в 3 рази нижча, ніж у DES.

2.3. Стандарт шифрування ГОСТ 28147-89.

ГОСТ 28147-89 - радянський і російський стандарт симетричного шифрування, введений в 1990 році, також є стандартом СНД. Блоковий шифр з 256-бітовим ключем і 32 циклами перетворення, що оперує 64бітовими блоками. Основа алгоритму шифру - Мережа Фейстеля. Базовим режимом шифрування є режим простої заміни (визначені також складніші режими: гамування, гамування із зворотним зв'язком і режим імітовставки).

Достоїнства :

-безперспективність силової атаки;

-ефективність реалізації і відповідно висока швидкодія на сучасних комп'ютерах.

-наявність захисту від нав'язування помилкових даних (вироблення імітовставки) і однаковий цикл шифрування у всіх чотирьох алгоритмах.

Недоліки:

-не можна визначити кріптостойкость алгоритму, не знаючи заздалегідь таблиці замін;

-реалізації алгоритму від різних виробників можуть використовувати різні таблиці замін і можуть бути несумісні між собою; -можливість навмисного надання слабких таблиць замін ліцензіюючими органами РФ;

-потенційна можливість (відсутність заборони в стандарті) використання таблиць заміни, в яких вузли не є перестановками, що може привести до надзвичайного зниження стійкості шифру.

2.6. Режими роботи блочного симетричного алгоритму.

Режими роботи електронна кодова книга (ECB, Electronic Code Book)

Довгий файл розбивають на 64-бітові відрізки (блоки) по 8 байт. Кожен з цих блоків шифрують незалежно з використанням одного і того ж ключа шифрування.

Достоїнства :

-простота реалізації.

-спотворення при передачі одного 64-бітового блоку шифротексту Ci

приводить до спотворення після розшифрування тільки відповідного відкритого блоку Mi, тому такий режим використовується для передачі по

плохим каналам зв'язку.

Недоліки:

- слаба стійкість проти криптоаналітичних атак.