Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Алгоритм шифрования данных IDEA




Заказать ✍️ написание работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Алгоритм IDEA (International Data Encryption Algorithm) является блочным шифром. Он оперирует 64-битовыми блоками открытого текста. Его ключ имеет длину 128 бит. Один и тот же алгоритм используется и для шифрования, и для расшифрования.

В алгоритме IDEA используются следующие математические операции:

· поразрядное сложение по модулю 2 (операция «исключающее ИЛИ»); операция обозначается как Å;

· сложение беззнаковых целых по модулю 216 (модуль 65536); операция обозначается как ⊞;

· умножение целых по модулю (216+1) (модуль 65537), рассматриваемых как беззнаковые целые, за исключением того, что блок из 16 нулей рассматривается как 216; операция обозначается как ⊙.

Все операции выполняются над 16-битовыми субблоками.

Эти три операции несовместимы в том смысле, что:

· никакая пара из этих трех операций не удовлетворяет ассоциативному закону,

например a ⊞ (b Å c) ¹ (a ⊞ b) Å c;

· никакая пара из этих трех операций не удовлетворяет дистрибутивному закону, например, a ⊞ (b⊙ c) ¹ (a ⊞ b)⊙ (a ⊞ c).

Комбинирование этих трех операций обеспечивает комплексное преобразование входа, существенно затрудняя криптоанализ IDEA по сравнению с DES, который базируется исключительно на операции «исключающее ИЛИ».

Общая схема алгоритма IDEA приведена на рис. 23, 64-битовый блок данных делится на четыре 16-битовых субблока. Эти четыре субблока становятся входом в первый цикл алгоритма. Всего выполняется восемь циклов. Между циклами второй и третий субблоки меняются местами. В каждом цикле имеет место следующая последовательность операций:

(1) умножение субблока Х1 и первого подключа.
(2) сложение субблока Х2 и второго подключа.
(3) сложение субблока Х3 и третьего подключа.
(4) умножение субблока Х4 и четвертого подключа.
(5) Å сложение результатов шагов (1) и (3).
(6) Å сложение результатов шагов (2) и (4).
(7) умножение результата шага (5) и пятого подключа.
(8) сложение результатов шагов (6) и (7).
(9) умножение результата шага (8) с шестым подключом.
(10) сложение результатов шагов (7) и (9).
(11) Å сложение результатов шагов (1) и (9).
(12) Å сложение результатов шагов (3) и (9).
(13) Å сложение результатов шагов (2) и (10).
(14) Å сложение результатов шагов (4) и (10).

 

 

Выходом цикла являются четыре субблока, которые получают как результаты выполнения шагов (11), (12), (13) и (14). В завершение цикла переставляют местами два внутренних субблока (за исключением последнего цикла), и в результате формируется вход для следующего цикла.

 

 

Рис.23. Схема алгоритма IDEA (режим шифрования)

 

Обозначения:

Xi – 16-битовый субблок открытого текста, i {1,…,4}

Yi – 16-битовый субблок шифртекста, i {1,…,4}

Zj(r) – 16-битовый подключ (субблок ключа), j {1,…,6}, r {1,…,8}

– поразрядное суммирование по модулю 2 16-битовых субблоков

– сложение по модулю 216 16-битовых целых

– умножение по модулю 216 16-битовых целых (с нулевым субблоком, соответствующим 216)

После восьмого цикла осуществляют заключительное преобразование выхода:

(1) умножение субблока Х1 и первого подключа.
(2) сложение субблока Х2 и второго подключа.
(3) сложение субблока Х3 и третьего подключа.
(4) умножение субблока Х4 и четвертого подключа.

 

Наконец, эти результирующие четыре субблока Y1…Y4 вновь объединяют для получения блока шифртекста.

Создание подключей Zj также относительно несложно. Алгоритм использует всего 52 подключа (по шесть для каждого из восьми циклов и еще четыре для преобразования выхода). Сначала 128-битовый ключ делят на восемь 16-битовых подключей. Это – первые восемь подключей для алгоритма (шесть подключей – для первого цикла и первые два подключа – для второго цикла). Затем 128-битовый ключ циклически сдвигается влево на 25 бит и снова делится на восемь подключей. Первые четыре из них используют во втором цикле; последние четыре – в третьем цикле. Ключ снова циклически сдвигается влево еще на 25 бит для получения следующих восьми подключей и т.д., пока выполнение алгоритма не завершится.

Расшифрование осуществляют аналогичным образом, за исключением того, что порядок использования подключей становится обратным, причем ряд значений подключей заменяется на обратные значения. Подключи расшифрования являются, в основном, либо аддитивными, либо мультипликативными обратными величинами подключей шифрования (табл. 5.10).

Таблица 5.10


Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015- 2022 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7