2. Класифікація алгоритмів шифрування

2.1 Класифікація алгоритмів

1. Симетричні (із секретним, єдиним ключем, одноключові, single-key).

1.1. Потокові (шифрування потоку даних):

• з одноразовим чи нескінченним ключем (infinite-key cipher);

• зі скінченним ключем (система Вернама - Vernam);

• на основі генератора псевдовипадкових чисел (ПВЧ).

1.2. Блокові (шифрування даних поблочно): 1.2.1. Шифри перестановки (permutation, P-блоки); 1.2.2. Шифри заміни (підстановки, substitution, S-блоки):

• моноалфавітні (код Цезаря);

• поліалфавітні (шифр Видженера, циліндр Джефферсона, диск Уетстоуна);

6

1.2.3. Складені шифри:

• Lucipher (фірма IBM, США);

• DES (Data Encryption Standard, США);

• FEAL-1 (Fast Enciphering Algoritm, Японія);

• IDEA/IPES (International Data Encryption Algorithm, Improved Proposed Encryption Standard, фірма Ascom-Tech AG, Швейцарія);

• B-Crypt (фірма British Telecom, Великобританія).

2. Асиметричні (з відкритим ключем, public-key):

• Діффі-Хеллман DH (Diffie, Hellman);

• Райвест-Шамір-Адлеман RSA (Rivest, Shamir, Adleman);

• Эль-Гамаль (ElGamal).

Крім того, є поділ алгоритмів шифрування на власне шифри (ciphers) і коди (codes). Шифри працюють з окремими бітами, буквами, символами. Коди оперують лінгвістичними елементами (склади, слова, фрази).

2.2. Симетричні потокові алгоритми шифрування

Симетричні алгоритми шифрування базуються на тому, що відправник і одержувач інформації використовують той самий ключ. Цей ключ повинен зберігатися в таємниці і передаватися способом, що виключає його перехоплення.

У потокових шифрах, тобто при шифруванні потоку даних, кожен біт вихідної інформації шифрується незалежно від інших за допомогою гамування.

Гамування - накладення на відкриті дані гами шифру (випадкової чи псевдовипадкової послідовності одиниць і нулів) за визначеним правилом. Звичайно використовується "виключаюче ЧИ", назване також додаванням по модулю 2 і реалізоване в програмах асемблера командою XOR. Для розшифровування та ж гама накладається на зашифровані дані.

При однократному використанні випадкової гами однакового розміру з зашифровуваними даними злам коду неможливий (так звані криптосистеми з одноразовим чи нескінченним ключем). У даному випадку "нескінченний" означає, що гама не повторюється.

У деяких потокових шифрах ключ коротший повідомлення. Так, у системі Вернама для телеграфу використовується паперове кільце, що містить гаму. Звичайно, стійкість такого шифру не ідеальна.

Найчастіше використовують гаму, одержувану за допомогою генератора псевдовипадкових чисел (ПВЧ). У цьому випадку ключ – це число (початкове значення, вектор ініціалізації) для запуску генератора ПВЧ. Кожен генератор ПВЧ має період, після якого послідовність повторюється. Очевидно, що період псевдовипадкової гами повинний перевищувати довжину інформації, що

7

зашифровується. Генератор ПВЧ вважається коректним, якщо спостереження фрагментів його виходу не дозволяє відновити всю послідовність при відомому алгоритмі, але невідомому початковому значенні.

При використанні генератора ПВЧ можливі кілька варіантів:

1. Побітове шифрування потоку даних. Цифровий ключ використовується як початкове значення генератора ПВЧ, а вихідний потік бітів сумується по модулю 2 з вихідною інформацією. У таких системах відсутня властивість поширення помилок.

2. Побітове шифрування потоку даних зі зворотним зв'язком (ЗЗ) по шифртексту. Така система аналогічна попередній, за винятком того, що шифртекст повертається як параметр у генератор ПВЧ. Характерна властивість поширення помилок. Область поширення помилки залежить від структури генератора ПВЧ.

3. Побітове шифрування потоку даних із ЗЗ по вихідному тексті. Базою генератора ПВЧ є вихідна інформація. Характерна властивість необмеженого поширення помилки.

4. Побітове шифрування потоку даних із ЗЗ по шифртексті і по вихідному тексті.