Алгоритм RC4

Режим CTR блокового шифра

Название данного режима происходит от слова CounTeR - счетчик. Этот режим очень похож на OFB, но в нем шифруется не предыдущий выход шифра, а просто счетчик, увеличиваемый на каждом шаге на постоянное число (обычно 1). Точнее, схема выглядит следующим образом:

z = r старших бит E_k (Y ₀ +r), i= 1,2,3,...,

где r - параметр.

При использовании «идеального» блокового шифра режим CTR обеспечивает те же параметры стойкости, что и OFB. Преимущество режима CTR состоит в том, что любой элемент последовательности z может быть вычислен непосредственно. Это дает возможность шифровать и дешифровать любые фрагменты сообщения независимо друг от друга.

Алгоритм RC4, предложенный Ривестом в 1994 году, относится к классу алгоритмов, разработанных специально для потоковых шифров. Генераторы псевдослучайных чисел, построенные с помощью таких алгоритмов, как правило, значительно быстрее генераторов, основанных на блоковых шифрах.

Алгоритм RC4 работает с п -битовыми словами (обычно п= 8). Все вычисления проводятся по модулю 2^п (остаток х mod 2 ⁿ вычисляется очень быстро путем выделения п младших бит в х с помощью логической операции «и»). RC4 использует L -словный ключ К=K ₀ K ₁ ...К_{L -1} и генерирует последовательность слов =z ₁ z ₂ z ₃ …, конкретный вид которой определяется ключом К. Состояние генератора задается таблицей S из 2 ⁿ слов и двух переменных i и j. В каждый момент времени таблица S содержит все возможные п -битовые числа в перемешанном виде. Так как каждый элемент таблицы принимает значения в промежутке [0,2 ⁿ -1], то его можно трактовать двояко: либо как число, либо как номер другого элемента в таблице. Секретный ключ задает только начальное перемешивание чисел в таблице, которое формируется с помощью следующего алгоритма:

j 0, S -(0,l,…,2 ⁿ -1);

FOR i =0,1,...,2 ⁿ -1 DO

(j+S_i+K_{i mod l} ) mod 2ⁿ,

SjSi;

r 0,

j 0.

После этого генератор готов к работе.

Дата добавления: 2014-01-11