Shifrlash

Jadvallarni almashtirish(Zaxira qutisi - S-box) ko'pincha zamonaviy shifrlash algoritmlarida qo'llaniladi, shuning uchun bunday operatsiya qanday tashkil etilganligini tushuntirishga arziydi. Bloklarning chiqish qiymatlari jadvalga yoziladi. Ma'lum bir o'lchamdagi ma'lumotlar bloki (bizning holimizda, 4-bit), chiqish qiymatining sonini aniqlaydigan o'zining raqamli ifodasiga ega. Masalan, agar S-box 4, 11, 2, 14, 15, 0, 8, 13, 3, 12, 9, 7, 5, 10, 6, 1 kabi ko'rinishga ega bo'lsa va "0100" 4 bitli blok kirishga kelgan bo'lsa. (qiymat 4), keyin jadvalga ko'ra, chiqish qiymati 15 bo'ladi, ya'ni "1111" (0 a 4, 1 a 11, 2 a 2 ...).

GOST 28147-89 tomonidan aniqlangan algoritm to'rtta ish rejimini ta'minlaydi: oddiy almashtirish, gamming, fikr-mulohazalar bilan gamming va simulyatorlarni yaratish. Ular yuqorida tavsiflangan bir xil shifrlash transformatsiyasidan foydalanadilar, ammo rejimlarning maqsadi har xil bo'lganligi sababli, ushbu transformatsiya ularning har birida har xil yo'llar bilan amalga oshiriladi.

Ish rejimida oddiy almashtirishhar bir 64 bitli ma'lumot blokini shifrlash uchun yuqorida tavsiflangan 32 tur o'tkaziladi. Bunday holda 32 bitli pastki tugmalar quyidagi ketma-ketlikda ishlatiladi:

K0, K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K0, K1 va boshqalar - 1 dan 24 gacha bo'lgan turlarda;

K7, K6, K5, K4, K3, K2, K1, K0 - 25 dan 32 gacha bo'lgan turlarda.

Ushbu rejimda shifrlash xuddi shu tarzda amalga oshiriladi, ammo kichik tugmachalarni ishlatish bir oz boshqacha ketma-ketlikda:

K0, K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7 - 1 dan 8 gacha bo'lgan turlarda;

K7, K6, K5, K4, K3, K2, K1, K0, K7, K6 va boshqalar - 9 dan 32 gacha bo'lgan turlarda.

Barcha bloklar bir-biridan mustaqil ravishda shifrlanadi, ya'ni har bir blokning shifrlash natijasi faqat uning tarkibiga (manba matnning tegishli blokiga) bog'liq. Agar asl (oddiy) matnning bir xil bir xil bloklari bo'lsa, shifr matnining tegishli bloklari ham bir xil bo'ladi, bu qo'shimcha ma'lumot beradi. foydali ma'lumotlar kodni buzishga harakat qilayotgan kriptovalyut uchun. Shuning uchun, ushbu rejim asosan shifrlash kalitlarini o'zlari shifrlash uchun ishlatiladi (ko'p kalitli sxemalar juda tez-tez amalga oshiriladi, bunda bir necha sabablarga ko'ra kalitlar bir-birining ustiga shifrlanadi). Ma'lumotni o'zi shifrlash uchun boshqa ikkita ish rejimi - fikr va gamma va fikr-mulohazalar bilan o'ynash mo'ljallangan.

IN gamma rejimi har bir oddiy matnning blokiga 64 bitli shifrli gamma-blokli bitli modul 2 qo'shiladi. Shifrning gammasi - bu N1 va N2 registrlari bilan muayyan operatsiyalar natijasida olingan maxsus ketma-ketlik (1-rasmga qarang).

1. N1 va N2 registrlarida ularning boshlang'ich to'ldirilishi yozilgan - 64 bitli qiymat sinxronlash deb nomlanadi.

2. N1 va N2 registrlarining tarkibini shifrlash (bu holda - xabarlarni sinxronlashtirish) oddiy almashtirish rejimida amalga oshiriladi.

3. N1 registrining tarkibiga doimiy C1 \u003d 224 + 216 + 28 + 24 modulli (232 - 1) qo'shiladi va qo'shimcha natija N1 registriga yoziladi.

4. N2 registrning tarkibiga doimiy S2 \u003d 224 + 216 + 28 + 1 bo'lgan 232 modul qo'shiladi va qo'shimcha natija N2 ni ro'yxatdan o'tkazish uchun yoziladi.

5. N1 va N2 registrlarining tarkibi shifrlangan gammaning 64 bitli bloki ko'rinishida chiqariladi (bu holda N1 va N2 gammaning birinchi blokini hosil qiladi).

Agar keyingi gamma bloki kerak bo'lsa (ya'ni, shifrlashni yoki shifrni ochishni davom ettirish kerak), u 2-bosqichga qaytadi.

Shifrni ochish uchun gamma shunga o'xshash tarzda hosil bo'ladi, keyin XOR operatsiyasi shifr matniga qo'llaniladi va gamma bitlari yana chiqariladi. Ushbu operatsiya teskari ravishda amalga oshirilganligi sababli, to'g'ri tuzilgan miqyosda asl matn (jadval) olinadi.