48. Генераторы ключевых последовательностей, используемые в поточных криптосистемах. Регистр сдвига с обратной связью (схема и принцип работы).

В поточных криптосистемах используют генераторы ключ.послед. основаные на регистре сдвига с обр. связью. Криптостойкость поточного шифра зависит от длины послед.неповторяющихся ключей выдаваемых РС а также от того насколько эти ключи «случайны». РСОС применяют для генер. ключевой послед. Состоит из: 1)регистр сдвига(РС) 2) ф-ция обратной связи. Если количество битв вмещаемых РС = n , то регистр называют n-битовым.

Выходная последовательность получается сдвигом битов регистра вправо на 1. Новый бит Bn получается применением ф-ции обратной связи к битам обозначенным отводами.

45. Сравнительная характеристики криптоалгоритмов des и гост 28147-89. Достоинства и недостатки.

Главные различия между DES и Гост в следующем:

1. Des использ сложную процедуру для генерации подключей из ключей; в ГОСТ эти процедуры очень просты.

2. В Des – 56-битный ключ, а в ГОСТ 256битн ключ. Если добавить секретные перестановки S-блоков, то полный объём секретной инфы ГОСТ составляет 610 бит.

3. У S-блоков Des 6-битные входы и 4битные выходы, а у ГОСТ S-блоки имеют 4битные входы и выходы. В обоих алг. исполь по 8 S-блоков, по размерам S-блока ГОСТ=1/4 размера S-блока Des.

4. В Des исп нерегулярные перестановки, названные p-блоками, а в ГОСТ – 11бит циклический сдвиг влево.

5. В Des 16 циклов, а в ГОСТ-32 цикла.

46. Поточные шифры (гаммирование). Общая характеристика. Общая схема шифрования/расшифрования информации в поточных шифросистемах. Осн. отличия от других видов шифрования. Алгоритм шифрования данных в поточных криптосист-х, уравнения шифрования/расшифрования. Инволюция. Сравн-й анализ поточных и блочных шифров, их достоинства и недостатки.

Поточные шифры представляют собой разновидность гаммирования. Под гаммированием понимается процесс наложения по определенному закону гаммы шифра на открытые данные.

Гамма шифра – это псевдослучайная последовательность, выработанная по заданному алгоритму шифр-я открытых данных и дешифр зашифр данных.

Процесс зашифр-я заключ в генерации гамма шифра и наложения получ гаммы на исх открытый текст обратимым образом. Например при операции сложения по модулю 2(XOR) перед зашифрованием открытые данные разбиваются на блоки одинаковой длины (обычно 64 бита). Гамма шифра вырабатывается в виде последовательности блоков аналогичной длины Гш, тогда ур-ие шифр-я можно записать так:

Tⁱш = Гⁱш Tⁱ0, i=1,m где

Tⁱш – i-ый блок шифротекста

Гⁱш – i-ый блок гамма шифра

Tⁱ0 – i-ый блок открытого текста

m – кол-во блоков открытого текста

Процесс расшифр сводится к повторной генерации гамма шифра и наложении этой гаммы на зашифр данные. Ур-ие расшифр имеет след вид:

Tⁱ0 = Гⁱш Tⁱш

Полученный данным методом шифротекст достаточно труден для раскрытия, поскольку ключ явл переменным

Гамма шифра должна изменяться случайным образом для каждого шифруемого блока. Если период гаммы превышает длину всего шифруемого текста и злоумышленнику не известна ни какая часть исх текста, то такой шифр можно раскрыть только прямым перебором всех вариантов ключа. В этом случае криптостойкость шифра опред только длиной ключа

Поточные шифры преобразуют открытый текст в шифр послед по 1 биту. Генератор ключевой послед (генератор текущего ключа) выдает последовательность бит k1,k2,…k0 Эта ключ послед складывается на mod 2 с послед бит исх текста p1,p2,…pi,… с целью получения цифрованного текста: ci=pi ki

На приёмной стороне шифр текст складывается по mod 2 с идентичной ключ послед для получения исходного текста, т.е.: pi=ci ki= pi ki ki

Криптостойкость системы полностью зависит от внутренней структуры генератора ключев послед. Если генератор выдаёт бесконечную послед истинно случайных (не псевдослучч) чисел (бит), то формир текст с идеальной стойкостью. Реальная стойкость поточных шифров лежит ≈ между прост моноалфавитной подстановкой и однораз блочности.

Генератор ключевой послед выдаёт потом бит к-й выглядит случайно, но в действит явл детерминированным и м.б. точно воспроизведён на приёмной стороне. Чем больше генерируемый поток похож на случайный, тем больше усилий требуется криптоаналитику для взлома шифра. Если каждый раз при включении генератор будет выдавать одну и ту же послед, то взлом криптосистемы будет тривиальной задачей.

Перехватив 2 шифротекста, злоумышленник может их и получить 2 исходных текста, сложенных также по mod 2. Такие системы раскрываются очень просто. Если же в руках противника окажется пара исх.текст – шифр, задача вообще станет тривиальной.

Поточные шифры наиболее пригодны для шифр-я непрерывных потоков данных, например в сетях передачи данных. Структуру генератора ключ послед можно представить в виде конечного автомата с памятью, состоящей из 3-ёх блоков:

- блок памяти, хран. инфу о состоянии генератора;

- входной функции генерации бит ключ послед, в завис от состояния;

- функция перехода, задающ новое состояние, в к-е перейдёт генератор на след шаге.

Блочные и поточные шифры реализ по-разному. Поточные шифры шифр и дешифр данных по 1 биту не очень подходят для программной реализации. Блочные шифры легче реализ программно, т.к они позвол избежать трудностей при выполн операций с битами и оперируют удобн для ПК блоками данных. С другой стороны поточные шифры больше подходят для аппаратной реализации.

49. Генераторы случайных и псевдослучайных последовательностей для генерации ключевой информации. Типы генераторов. Случайные и псевдослучайные последовательности. Основные требования, предъявляемые к криптографически стойкому генератору псевдослучайной последовательности чисел (гаммы шифра) и их характеристика. Длина периода гаммы.

Генераторы случайных и псевдослучайных послед.использ. для генер. ключевой инф. и задания ряда свойств криптосистемы. Типы генераторов : 1) табличные 2) физические 3) программные. Случайной называется послед.следующий элемент которой невозможно вычислить, псевдослуч. послед. – полед. в которой «случайность» элементов сымитирована каким-либо путем. Требования к генератору: 1) период γ должен быть большим для шифр. сообщений разн. длины (важнейшее требование, так как чем больше период γ тем позже биты начнут повторяться) 2) γ должна быть практически непредсказуемой (след. бит – непредсказуем, даже если изв. тип генератора и предшеств. послед.)(важно иметь способ проверить условие 2 и убедится в «случайности» элементов послед.)3) генерирование γ не должно вызывать тех. сложностей. (должна существовать возмож. реализ. програмным или аппаратным путем.с требуемым быстродейств.)

50.Классификация программных генераторов псевдослучайных последовательностей. Котруэнтный генератор для генерации последовательности псевдослучайных целых чисел. Структурная схема генератора с описанием функционирования.

Генераторы псевдослуч. послед.делятся на: 1) Простые (елементарные) исп. одну псевдослуч. послед. для построения {Xt}. 2) Составные (комбинированые) исп. две или более псевдослуч. послед. для постоения {Xt}. Класс простых генераторов состоит из: 1) Контруэнтныегенер. 2) Генер. с регистром сдвига. 3) Генер. с реккурентой в конечном поле. 4) генер. Фиббоначи. Котруэнтныйгенер. выраб. послед. псевдослуч. чисел y1,y2,y3……yn используя след. соотнош. , где – текущее число послед. – предыд. число послед. a,b,m –конст. m – мощность (объем) алфавита. а—множитель, b – приращение , если b =0 генератор – мультипликативный, b≠0 – смешаный. Требования b и m – взаимно простые числа, а—нечетное число.