Структурная схема алгоритма криптографического преобразования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. ЗАЩИТА КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ

Алгоритм криптографического преобразования

ОКП 40 4000

Дата введения 1990-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 02.06.89 N 1409

2. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка   Номер пункта
ГОСТ 15971-90 Приложение 1  
ГОСТ 17657-79 Приложение 1  
ГОСТ 19781-90 Приложение 1  

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ, апрель 1996 г.

Настоящий стандарт устанавливает единый алгоритм криптографического преобразования для систем обработки информации в сетях электронных вычислительных машин (ЭВМ), отдельных вычислительных комплексах и ЭВМ, который определяет правила шифрования данных и выработки имитовставки.

Алгоритм криптографического преобразования предназначен для аппаратной или программной реализации, удовлетворяет криптографическим требованиям и по своим возможностям не накладывает ограничений на степень секретности защищаемой информации.

Стандарт обязателен для организаций, предприятий и учреждений, применяющих криптографическую защиту данных, хранимых и передаваемых в сетях ЭВМ, в отдельных вычислительных комплексах или в ЭВМ.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определения приведены в приложении 1.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АЛГОРИТМА КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

1.1. Структурная схема алгоритма криптографического преобразования (криптосхема) содержит (см. черт.1):

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

Черт.1

ключевое запоминающее устройство (КЗУ) на 256 бит, состоящее из восьми 32-разрядных накопителей ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

четыре 32-разрядных накопителя ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

два 32-разрядных накопителя ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ) с записанными в них постоянными заполнениями структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ;

два 32-разрядных сумматора по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

32-разрядный сумматор поразрядного суммирования по модулю 2 ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

32-разрядный сумматор по модулю (2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -1) ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

сумматор по модулю 2( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ), ограничение на разрядность сумматора структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru не накладывается;

блок подстановки ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru );

регистр циклического сдвига на одиннадцать шагов в сторону старшего разряда ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ).

1.2. Блок подстановки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru состоит из восьми узлов замены структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с памятью на 64 бита каждый. Поступающий на блок подстановки 32-разрядный вектор разбивается на восемь последовательно идущих 4-разрядных векторов, каждый из которых преобразуется в 4-разрядный вектор соответствующим узлом замены, представляющим собой таблицу из шестнадцати строк, содержащих по четыре бита заполнения в строке. Входной вектор определяет адрес строки в таблице, заполнение данной строки является выходным вектором. Затем 4-разрядные выходные векторы последовательно объединяются в 32-разрядный вектор.

1.3. При сложении и циклическом сдвиге двоичных векторов старшими разрядами считаются разряды накопителей с большими номерами.

1.4. При записи ключа ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ..., структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru {0,1}, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru =1 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 256, в КЗУ значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 1-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится во 2-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 32-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 1-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится во 2-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 32-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 1-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 32-й разряд накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

1.5. При перезаписи информации содержимое структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го разряда одного накопителя (сумматора) переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -й разряд другого накопителя (сумматора).

1.6. Значения постоянных заполнений структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (констант) накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru приведены в приложении 2.

1.7. Ключи, определяющие заполнения КЗУ и таблиц блока подстановки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , являются секретными элементами и поставляются в установленном порядке.

Заполнение таблиц блока подстановки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru является долговременным ключевым элементом, общим для сети ЭВМ.

Организация различных видов связи достигается построением соответствующей ключевой системы. При этом может быть использована возможность выработки ключей (заполнений КЗУ) в режиме простой замены и зашифрования их в режиме простой замены с обеспечением имитозащиты для передачи по каналам связи или хранения в памяти ЭВМ.

1.8. В криптосхеме предусмотрены четыре вида работы:

зашифрование (расшифрование) данных в режиме простой замены;

зашифрование (расшифрование) данных в режиме гаммирования;

зашифрование (расшифрование) данных в режиме гаммирования с обратной связью;

режим выработки имитовставки.

Схемы программной реализации алгоритма криптографического преобразования приведены в приложении 3.

РЕЖИМ ПРОСТОЙ ЗАМЕНЫ

2.1. Зашифрование открытых данных в режиме простой замены

2.1.1. Криптосхема, реализующая алгоритм зашифрования в режиме простой замены, должна иметь вид, указанный на черт.2.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

Черт.2

Открытые данные, подлежащие зашифрованию, разбивают на блоки по 64 бита в каждом. Ввод любого блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0). +, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) +, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0)) двоичной информации в накопители структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru производится так, что значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится во 2-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится во 2-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . В результате получают состояние ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), +, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0)) накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и состояние ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), ..., структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0)) накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

2.1.2. В КЗУ вводятся 256 бит ключа. Содержимое восьми 32-разрядных накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru имеет вид:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

2.1.3. Алгоритм зашифрования 64-разрядного блока открытых данных в режиме простой замены состоит из 32 циклов.

В первом цикле начальное заполнение накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируется по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с заполнением накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , при этом заполнение накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru сохраняется.

Результат суммирования преобразуется в блоке подстановки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и полученный вектор поступает на вход регистра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , где циклически сдвигается на одиннадцать шагов в сторону старших разрядов. Результат сдвига суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с 32-разрядным заполнением накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Полученный в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru результат записывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , при этом старое заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Первый цикл заканчивается.

Последующие циклы осуществляются аналогично, при этом во 2-м цикле из КЗУ считывается заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в 3-м цикле из КЗУ считывается заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., в 8-м цикле из КЗУ считывается заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . В циклах с 9-го по 16-й, а также в циклах с 17-го по 24-й заполнения из КЗУ считываются в том же порядке:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

В последних восьми циклах с 25-го по 32-й порядок считывания заполнений КЗУ обратный:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

Таким образом, при зашифровании в 32 циклах осуществляется следующий порядок выбора заполнений накопителей:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ,

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

В 32 цикле результат из сумматора структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в накопитель структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , а в накопителе структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru сохраняется старое заполнение.

Полученные после 32-го цикла зашифрования заполнения накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru являются блоком зашифрованных данных, соответствующим блоку открытых данных.

2.1.4. Уравнения зашифрования в режиме простой замены имеют вид:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 1 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 24;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru =25 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 31;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 32,

где структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) = ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0)) - начальное заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru перед первым циклом зашифрования;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0) = ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0), + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (0)) - начальное заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru перед первым циклом зашифрования;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ) - заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru после структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го цикла зашифрования;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = ( структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ) - заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru после структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го цикла зашифрования, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 1 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 32.

Знак структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru означает поразрядное суммирование 32-разрядных векторов по модулю 2.

Знак структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru означает суммирование 32-разрядных векторов по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Правила суммирования по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru приведены в приложении 4;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - операция циклического сдвига на одиннадцать шагов в сторону старших разрядов, т.е.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

2.1.5. 64-разрядный блок зашифрованных данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru выводится из накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в следующем порядке: из 1-го, 2-го, ... , 32-го разрядов накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru затем из 1-го, 2-го, ... , 32-го разрядов накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , т.е.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

Остальные блоки открытых данных в режиме простой замены зашифровываются аналогично.

2.2. Расшифрование зашифрованных данных в режиме простой замены

2.2.1. Криптосхема, реализующая алгоритм расшифрования в режиме простой замены, имеет тот же вид (см. черт.2), что и при зашифровании. В КЗУ вводятся 256 бит того же ключа, на котором осуществлялось зашифрование. Зашифрованные данные, подлежащие расшифрованию, разбиты на блоки по 64 бита в каждом. Ввод любого блока

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

в накопители структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru производятся так, что значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (32) вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение а структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (32) вводится во 2-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (32) вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (32) вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (32) вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

2.2.2. Расшифрование осуществляется по тому же алгоритму, что и зашифрование открытых данных, с тем изменением, что заполнения накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru считываются из КЗУ в циклах расшифрования в следующем порядке:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ,

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

2.2.3. Уравнения расшифрования имеют вид:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 1 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 8;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 9 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru 31;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

при структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 32.

2.2.4. Полученные после 32 циклов работы заполнения накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru составляют блок открытых данных.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , + , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ), соответствующий блоку зашифрованных данных, при этом значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 1-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 2-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 32-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 1-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 2-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru соответствует содержимому 32-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

Аналогично расшифровываются остальные блоки зашифрованных данных.

2.3. Алгоритм зашифрования в режиме простой замены 64-битового блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru обозначается через структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , т.е.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

2.4. Режим простой замены допускается использовать для зашифрования (расшифрования) данных только в случаях, приведенных в п.1.7.

РЕЖИМ ГАММИРОВАНИЯ

3.1. Зашифрование открытых данных в режиме гаммирования

3.1.1. Криптосхема, реализующая алгоритм зашифрования в режиме гаммирования, имеет вид, указанный на черт.3.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

Черт.3

Открытые данные, разбитые на 64-разрядные блоки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , зашифровываются в режиме гаммирования путем поразрядного суммирования по модулю 2 в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с гаммой шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , которая вырабатывается блоками по 64 бита, т.е.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ,

где структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - определяется объемом шифруемых данных.

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -й 64-разрядный блок, структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru = 1 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , число двоичных разрядов в блоке структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru может быть меньше 64, при этом неиспользованная для зашифрования часть гаммы шифра из блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru отбрасывается.

3.1.2. В КЗУ вводятся 256 бит ключа. В накопители структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится 64-разрядная двоичная последовательность (синхропосылка) структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , являющаяся исходным заполнением этих накопителей для последующей выработки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блоков гаммы шифра. Синхропосылка вводится в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru так, что значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится во 2-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ; значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 1-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится во 2-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в 32-й разряд структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

3.1.3. Исходное заполнение накопителей структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru (синхропосылка структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ) зашифровывается в режиме простой замены в соответствии с требованиями п.2.1. Результат зашифрования структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ) переписывается в 32-разрядные накопители структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , так, что заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , а заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

3.1.4. Заполнение накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируется по модулю (2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -1) в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с 32-разрядной константой структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , результат записывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Правила суммирования по модулю (2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -1) приведены в приложении 4. Заполнение накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируется по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в 32-разрядной константой структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , результат записывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

Заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , а заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , при этом заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru сохраняется.

Заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru зашифровывается в режиме простой замены в соответствии с требованиями п.2.1. Полученное в результате зашифрования заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru образует первый 64-разрядный блок гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с первым 64-разрядным блоком открытых данных

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

В результате суммирования получается 64-разрядный блок зашифрованных данных

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

Значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru является результатом суммирования по модулю 2 в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru значения структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru со значением 1-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru является результатом суммирования по модулю 2 в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru значения структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru со значением 2-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и т.д., значение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru является результатом суммирования по модулю 2 в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru значения структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из блока структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru со значением 32-го разряда структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

3.1.5. Для получения следующего 64-разрядного блока гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируется по модулю (2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -1) в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с константой структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируется по модулю 2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с константой структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru из структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Новое заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , а новое заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru переписывается в структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , при этом заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru сохраняется.

Заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru зашифровывается в режиме простой замены в соответствии с требованиями п.2.1. Полученное в результате зашифрования заполнение структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru образует второй 64-разрядный блок гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru со вторым блоком открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Аналогично вырабатываются блоки гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и зашифровываются блоки открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Если длина последнего структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го блока открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru меньше 64 бит, то из последнего структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го блока гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru для зашифрования используется только соответствующее число разрядов гаммы шифра, остальные разряды отбрасываются.

3.1.6. В канал связи или память ЭВМ передаются синхропосылка структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и блоки зашифрованных данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

3.1.7. Уравнение зашифрования имеет вид:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ,

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

где структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ’ - означает суммирование 32-разрядных заполнений по модулю (2 структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -1);

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - поразрядное суммирование по модулю 2 двух заполнений;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - содержимое накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru после зашифрования структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го блока открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru - содержимое накопителя структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru после зашифрования структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru -го блока открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru ;

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru .

3.2. Расшифрование зашифрованных данных в режиме гаммирования

3.2.1. При расшифровании криптосхема имеет тот же вид, что и при зашифровании (см. черт.3). В КЗУ вводятся 256 бит ключа, с помощью которого осуществлялось зашифрование данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ..., структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Синхропосылка структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru вводится в накопители структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru и аналогично пп.3.1.2-3.1.5 осуществляется процесс выработки структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru блоков гаммы шифра структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru . Блоки зашифрованных данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ... , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru суммируются поразрядно по модулю 2 в сумматоре структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru с блоками гаммы шифра, в результате получаются блоки открытых данных структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , ..., структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru , при этом структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru может содержать меньше 64 разрядов.

3.2.2. Уравнение расшифрования имеет вид:

структурная схема алгоритма криптографического преобразования - student2.ru

Наши рекомендации