Dr inż. Robert Wójcik



Pobieranie 2,08 Mb.
Strona6/13
Data14.02.2018
Rozmiar2,08 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Szyfry kaskadowe
Szyfry kaskadowe stanowią połączenie podstawowych metod szyfrowania, jakimi są:


  • pojedyncze podstawienie,




  • pojedyncze przestawienie.

W ten sposób otrzymujemy szyfr złożony nazywany szyfrem kaskadowym lub produktowym (product cipher).


Szyfry kaskadowe są połączeniem szyfrów podstawieniowych lub podstawieniowych i przestawieniowych. Szyfry takie mają lepsze właściwości kryptograficzne niż samo podstawienie lub przestawienie.
Szyfry kaskadowe są realizowane w szyfrujących maszynach rotorowych i algorytmach komputerowych.
Ich przykładami są: szyfr maszyny rotorowej Enigma oraz algorytmy komputerowe Lucifer i DES.
Charakterystykę teoretyczną szyfrów kaskadowych podał Shannon.
Szyfry kaskadowe własności:
- umożliwiają zmniejszenie nadmiarowości tekstu jawnego i zwiększenie bezpieczeństwa szyfru;

w tym celu stosuje się dwie podstawowe techniki: mieszania (confusion) i rozproszenia (diffusion);


- mieszanie zmniejsza związek między tekstem jawnym a kryptogramem i jest realizowane w wyniku podstawienia;

podstawienia, nawet złożone, nie są dostatecznie skutecznym zabezpieczeniem; przykładem jest algorytm Enigmy, który został złamany bez zastosowania komputerów;


- rozproszenie rozprzestrzenia nadmiarowość tekstu jawnego po całym kryptogramie; rozproszenie realizuje się za pomocą przestawienia.
W szyfrach strumieniowych używa się wyłącznie techniki mieszania.
W szyfrach blokowych są stosowane obie techniki: mieszania i rozproszenia. Użycie wyłącznie rozproszenia jest mało skuteczne,

gdyż szyfr taki można łatwo złamać.



Maszyny rotorowe
W latach dwudziestych i trzydziestych XX wieku wynaleziono wiele urządzeń mechanicznych i elektromechanicznych do szyfrowania tekstów. Głównym elementem tych maszyn był wirnik, zwany rotorem, do wykonywania podstawień.
Maszyna rotorowa miała kilka rotorów i realizowała szyfr Vigenère’a z bardzo długim okresem. Klucz szyfrujący był określony sposobem okablowania rotorów i ich położeniem. Ze zmianą położenia rotorów następowała zmiana klucza.

Maszyny rotorowe stosowano w okresie II wojny światowej.
Najbardziej znaną maszyną elektromechaniczną z tego okresu jest niemiecka Enigma. Schemat blokowy Enigmy przedstawia rysunek.
Litery tekstu jawnego wprowadzano z klawiatury, a znaki kryptogramu podświetlano na płycie wyjściowej. Struktura połączeń maszyny umożliwiała szyfrowanie i deszyfrowanie dokumentów.
Elementami szyfrującymi w maszynie były obracający się rotor i łącznica. W Enigmie rotor miał od czterech do ośmiu wirników. Łącznica umożliwiała zamianę 12 liter spośród 26 liter alfabetu, co zwiększało ogólną liczbę kluczy. Każdy z wirników miał 26 pozycji, a okres dla maszyny z n rotorami jest równy 26n.
Na przykład maszyna z czterema wirnikami ma okres 264 = 456976. Całkowita liczba możliwych do uzyskania kluczy wynosiła około

2 ⋅1020.





1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna