60 Потоковые шифры (шифры гаммирования). Определение. Общие сведения о потоковых шифрах. Самосинхронизирующиеся шифры. Синхронные шифры.

Потоковый шифр при каждом шифровании превращает один и тот же бит или байт открытого текста в различные биты или байты шифротекста.

В потоковых шифрах, т. е. при шифровании потока данных, каждый бит исходной информации шифруется независимо от других с помощью гаммирования.

Гаммирование - наложение на открытые данные гаммы шифра (случайной или псевдослучайной последовательности единиц и нулей) по определенному правилу. Обычно используется "исключающее ИЛИ", называемое также сложением по модулю 2. Для расшифровывания та же гамма накладывается на зашифрованные данные.

Шифры гаммирования – имеют в основе алгоритм, представляющий собой сложные основы текста символами некоторой случайной последовательности называется гаммой. Требования: 1) период гаммы должен быть сравним с шифруемым текстом; 2) по куску гаммы должно быть невозможно предсказать закон формирования гаммы; 3) процесс формирования не должен быть трудоемким и не должен требовать больших вычислений ресурсов. Требования к гамме – 1) период гаммы должен быть сравним с шифруемым текстом; 2) по куску гаммы должно быть невозможно предсказать закон формирования гаммы; 3) процесс формирования гамм не должен быть трудоемким и не должен требовать больших вычислений ресурсов.

Общие сведения о потоковых шифрах – ключевой поток определяется исходными ключевыми данными и номерами тактов шифрования, вплоть до рассматриваемого. Одной из особенностей потоковых шифров является то, что число параметров, влияющих на их стойкость, существенно больше, чем для блочных шифров. В процессе внедрения и эксплуатации криптосистемы используется документация, содержащая описания, инструкции и контрольные примеры. В документацию, в частности входит описание системы шифрования, в которой описываются алгоритмы шифрования и расшифрования, иерахия ключей, их использование при шифровании-расшифровании, а также процедуры ввода открытого текста и вывода текста шифрованного. Обычно криптоалгоритм представляется в виде графической схемы и ее описания. По традиции, графическое представление криптоалгоритма называется криптосхемой, а ее описание — описанием криптосхемы. Криптосхемы состоят из элементов — криптоузлов, которые могут объединяться в блоки.

Самосинхронизирующиеся шифры – Основная идея построения была запатентована в 1946 г. в США. Определение: Самосинхронизирующиеся поточные шифры (асинхронные поточные шифры (АПШ)) – шифры, в которых поток ключей создаётся функцией ключа и фиксированного числа знаков шифротекста. Итак, внутреннее состояние генератора потока ключей является функцией предыдущих N битов шифротекста. Поэтому дешифрующий генератор потока ключей, приняв N битов, автоматически синхронизируется с шифрующим генератором. Реализация этого режима происходит следующим образом: каждое сообщение начинается случайным заголовком длиной N битов; заголовок щифруется, передаётся и расшифровывается; расшифровка является неправильной, зато после этих N бит оба генератора будут синхронизированы.

В синхронных потоковых шифры поток ключей генерируется независимо от потока сообщения. При шифровании и дешифровании генераторы выдают идентичные биты потока ключей. Это работает, пока генераторы синхронизированы. Если один из генераторов пропустил цикл или один бит при передаче был потерян, то необходима синхронизация.

Положительная сторона - отсутствие ошибок. Выход генератора должен быть предопределён. Если генератор периодичен, то период должен быть намного длиннее последовательности открытого текста, которая обрабатывается между сменой ключей