Режим сцепления блоков шифротекста

Понимание комбинирования элементов шифра при построении конечной реализации шифра.

Режим кодовой книги.

Наиболее очевидное решение задачи закрытия сообщений, состоящих из не­скольких блоков, заключается в независимом шифровании каждого блока на од­ном и том же ключе. Данная классическая схема блочного шифрования (рис. 3.2) известна под названием режима электронной кодовой книги- ЕСВ (Electronic Code Book). В ГОСТ 28147-89 данный режим назван режимом про­стой замены.

Рис. 3.2. Шифрование в режиме ЕСВ: а - зашифрование; б – расшифрование

Режим имеет 3 существенных недостатка. Так как блоки шифруются незави­симо друг от друга, при зашифровании двух или более одинаковых блоков по­лучаются одинаковые блоки шифротекста, и наоборот. Данное свойство режима ЕСВ позволяет противнику делать выводы о тождественности тех блоков откры­того текста, которым соответствуют одинаковые блоки шифротекста. В тех слу­чаях, когда длина исходного сообщения не кратна n, возникает проблема допол­нения последнего блока до нужного размера. Дополнение последнего неполного блока некоей фиксированной комбинацией битов в некоторых случаях может позволить противнику методом перебора определить этот неполный блок. И на­конец, данный режим нечувствителен к выпадению или вставке целого числа блоков шифротекста.

Отмеченные недостатки ограничивают область использования режима ЕСВ только шифрованием ключевой информации, объем которой обычно кратен n, при этом качественные ключи не могут содержать повторяющихся блоков. Применение режима ЕСВ оправдано также в базах данных, когда требуется про­извольный доступ для чтения/записи к различным полям.

Все остальные режимы реализуют комбинированные схемы шифрования (см. разд. 1.4) и обеспечивают зависимость каждого блока шифротекста не только от соответствующего блока открытого текста, но и от его номера.

На рис. 3.3. показана схема шифрования в режиме сцепления блоков шифротекста - СВС (Ciphertext Block Chaining).

Уравнения зашифрования и расшифрования в режиме СВС имеют вид: где секретность n-разрядного блока синхропосылки не является обязательной. Отличительными особенностями режима СВС являются зависимость при за­шифровании n-го блока шифротекста от всех предшествующих блоков открыто­го текста и зависимость при расшифровании каждого блока открытого текста только от двух блоков с,_, и с, шифротекста. Первое свойство делает пригодным использование режима для решения задач контроля целостности информации. Второе свойство делает режим самосинхронизирующимся: одиночная ошибка при передаче (ошибка при передаче одного блока) может привести к неправильному расшифрованию только двух блоков. Как будет видно в даль­нейшем, этот режим используется и в криптосистемах с открытым ключом в том случае, если размер шифруемого сообщения больше, чем размер блока.

Дата добавления: 2014-01-05