Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Комбинирование блочных алгоритмов. Схемы двукратного и трехкратного шифрования и расшифрования.




Читайте также:
  1. I.Создание принципиальной схемы.
  2. А. Подготовка схемы к режиму электрического торможения
  3. Алгоритм шифрования RSA.
  4. Алгоритмы вычисления функции шифрования f и ключей для DES.
  5. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ И ЕГО СХЕМЫ НА ПРОХОДИМОСТЬ ПО БЕЗДОРОЖЬЮ
  6. ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УЧАСТКОВОЙ СТАНЦИИ
  7. И 10 а схемы сертификации
  8. Интегральные схемы
  9. Классификация методов шифрования информации.
  10. Классические шифры перестановки, их свойства и принципы. Примеры шифрования.

В настоящее время блочный алгоритм DES считается относительно безопасным алгоритмом шифрования. Он подвергался тщательному криптоанализу в течение 20 лет, и самым практичным способом его взламывания является метод перебора всех возможных вариантов ключа. Ключ DES имеет длину 56 бит, поэтому существует 256 возможных вариантов такого ключа. Если предположить, что суперкомпьютер может испытать миллион вариантов ключа за секунду, то потребуется 2285 лет для нахождения правильного ключа. Если бы ключ имел длину 128 бит, то потребовалось бы 1025 лет (для сравнения: возраст Вселенной около 1010лет).

Нетрудно представить себе, что при постоянном прогрессе возможностей компьютерной техники недалеко то время, когда машины поиска ключа DES методом полного перебора станут экономичными для мощных в финансовом отношении государственных и коммерческих организаций.

Возникает естественный вопрос: нельзя ли использовать DES в качестве строительного блока для создания другого алгоритма с более длинным ключом?

В принципе существует много способов комбинирования блочных алгоритмов для получения новых алгоритмов. Одним из таких способов комбинирования является многократное шифрование,
т.е. использование блочного алгоритма несколько раз с разными ключами для шифрования одного и того же блока открытого текста. Двухкратное шифрование блока открытого текста одним и тем
же ключом не приводит к положительному результату. При использовании одного и того же алгоритма такое шифрование не влияет на сложность криптоаналитической атаки полного перебора.
Рассмотрим эффективность двухкратного шифрования блока открытого текста с помощью двух разных ключей. Сначала шифруют блок Р ключом K1 а затем получившийся шифртекст EK1(P)
шифруют ключом К2. В результате двухкратного шифрования получают криптограмму

C = EK2(EK1(P)).

Расшифрование является обратным процессом:P = DK1(DK2(C)).

Если блочный алгоритм обладает свойствами группы [125], то всегда найдется такой ключ К3, что С = ЕK2K1(Р))=ЕK3(Р).

Если же блочный алгоритм не является группой, то результирующий двухкратно шифрованный блок текста окажется намного сложнее для взламывания методом полного перебора вариантов.

Вместо 2n попыток, где n-длина ключа в битах, потребуется 22n . попыток. В частности, если n = 64, то двухкратно зашифрованный блок текста потребует 2128 попыток для нахождения ключа.
Однако Р. Меркль и М. Хеллман показали на примере DES, что, используя метод "обмена времени на память" и криптоаналитическую атаку "встреча посредине", можно взломать такую схему двухкратного шифрования за 2n+1 попыток [34]. Хотя эта атака потребует очень большого объема памяти (для алгоритма с 56-битовым ключом потребуется 256 64-битовых блоков или 1017 бит памяти).



Более привлекательную идею предложил У. Тачмен [125]. Суть этой идеи состоит в том, чтобы шифровать блок открытого текста Р три раза с помощью двух ключей K1 и К2 (рис. 3.9). Процедура шифрования: C = EK1(DK2(EK1(P))),

т.е. блок открытого текста Р сначала шифруется ключом K1, затем расшифровывается ключом К2 и окончательно зашифровывается ключом K1

 

.

 

Рис. 3.9. Схемы трехкратного применения алгоритма DES
с двумя разными ключами

 

Этот режим иногда называют режимом EDE (encrypt-decrypt- encrypt). Введение в данную схему операции расшифрования DK2 позволяет обеспечить совместимость этой схемы со схемой однократного использования алгоритма DES. Если в схеме трехкратного использования DES выбрать все ключи одинаковыми, то эта схема превращается в схему однократного использования DES. Процедура расшифрования выполняется в обратном порядке:



 

Р = DK1K2(DК1(С))),

 

т.е. блок шифртекста С сначала расшифровывается ключом K1, затем зашифровывается ключом К2 и окончательно расшифровывается ключом K1.

Если исходный блочный алгоритм имеет n-битовый ключ, то схема трехкратного шифрования имеет 2n-битовый ключ. Чередование ключей K1 и К2 позволяет предотвратить криптоаналитическую атаку "встреча посредине". Данная схема приводится в стандартах Х9.17 и ISO 8732 в качестве средства улучшения характеристик алгоритма DES.

При трехкратном шифровании можно применить три различных ключа. При этом возрастает общая длина результирующего ключа. Процедуры шифрования и расшифрования описываются выражениями:

С = ЕK3(DК2К1(Р))),

Р = DК1К2(DК3(С))).

 

Трехключевой вариант имеет еще большую стойкость. Очевидно, что если требуется повысить безопасность большого парка оборудования, использующего DES, то гораздо дешевле переключиться на схемы трехкратных DES, чем переходить на другой тип криптосхем.

 


Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 7; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты