Šifrování pomocí počítačů. 1942-45 Colossus 1948 ENIAC.

Prezentace na téma: "Šifrování pomocí počítačů. 1942-45 Colossus 1948 ENIAC."— Transkript prezentace:

1 Šifrování pomocí počítačů

2 1942-45 Colossus 1948 ENIAC

3 Šifrování pomocí počítačů Není třeba myslet na mechanickou realizaci stroje Rychlost Nešifruje se abeceda o 26 znacích, ale abeceda o 2 znacích.

4 Feistlovy kryptosystémy Posuvné registry Lucifer DES, AES Horst Feistel 1915-1990 Německo, USA IBM

5 Posuvné registry Blok bitů – délka 2n Klíč – posloupnost k funkcí f 1, f 2,…, f k {0,1} n → {0,1} n, k – hloubka klíče

6 Posuvné registry, šifrování (m 0, m 1 ) = X m i+1 = m i-1 +f i (m i ) Y = (m k,m k+1 )

7 Posuvné registry, dešifrování (m k,m k+1 ) = Y m i-1 = m i+1 +f i (m i ) X = (m 0, m 1 )

8 Příklad šifrování Délka bloku 2n=8, hloubka klíče k=2 f 1 : permutace (1234) → (2143) f 2 : funkce (1234) → (1124)

9 Příklad šifrování X = (01000001) m 0 = (0100), m 1 = (0001) m 2 = m 0 + f 1 (m 1 )=(0100)+ f 1 (0001)=(0100)+(0010)=(0110) m 3 = m 1 + f 2 (m 2 )=(0001)+ f 2 (0110)=(0001)+(0010)=(0011) Y = (01100011)

10 Dešifrování Y = (01100011) m 2 = (0110), m 3 = (0011) m 1 = m 3 + f 2 (m 2 )=(0011)+ f 2 (0110)=(0011)+(0010)=(0001) m 0 = m 2 + f 1 (m 1 )=(0110)+ f 1 (0001)=(0110)+(0010)=(0100) X = (01000001)

11 Počet klíčů Počet funkcí {0,1} n → {0,1} n je F = (2 n ) 2 n Počet klíčů je F k V našem případě n=4, k=2, 2 n =16, F=16 16 =18446744073709600000 Počet klíčů 18446744073709600000 2 = 3402823669209380000000000000000000000 00

12 Lucifer (1970) Délka bloku 2n=128, n=64 Hloubka klíče k=2 až 16 Funkce f 1,…,f 16 jsou odvozené z přičtení klíče K.

13 DES funkce f 1,…, f 16 6 6

14 Data Encryption Standard (1975) generování klíče

15 DES, šifrování a dešifrování Délka bloku 2n = 64, Hloubka klíče K = 16 Počet klíčů 2 56 = 72057594037927900 ~ 7*10 16 Při 100 000 000 klíčích/sec: 7*10 8 sekund ~ 22 let Prolomeno v roce 1999 2 16

16 TDES=3DES=TripleDES

17 AES Počet klíčů 2 64 ~ 1.8*10 19 Za stejných podmínek je pro vyluštění třeba 1,8*10 11 s ~ 5707 let

18 FEAL Fast Encipherment Algorithm Akihiro Shimizu Shoji Miyaguchi, 1987

19 FEAL Bloková šifra založená na Feistlově principu FEAL 4, délka bloku 64 bitů Hlouka klíče 4 funkce

20 Feistlovy funkce S 0 (X,Y)= LR2 (X+Y) S 1 (X,Y)= LR2 (X+Y+1)

21 Diferenciální kryptoanalýza Adi Shamir, 1987 T1, …, Tn vybrané texty S1,…, Sn zašifrovaná verze Si Sj diferenciál textů

22 Diferenciální kryptoanalýza, příklad Feistlův systém, délka bloku 4, 2 funkce – 1234 → 1114 – 1234 → 2223 Text 0001 1110 –m0 = 0001, m1 = 1110 –m2 = m0 + f1(m1) = 0001 + 1110 = 1111 –m3 = m1 + f2(m2) = 1110 + 1111 = 0001 Šifrovaný text 11110001 Diferenciál 1110 1111

23 Šifra DES Odolná vůči diferenciální kryptoanalýze (S-boxy)

24 FEAL FEAL 4 prolomen pomocí D.K. 1988 (100.000 dvojic textů) 1990: FEAL 4 prolomen pomocí 20ti párů textů 1988: FEAL 8. hloubka klíče 8 1990: Adi Shamir, útok na FEAL 8 pomocí cca 10.000 párů textů

25 FEAL 1990: – FEAL- N volitelná hloubka klíče – FEAL – NX, volitelná hloubka klíče, délka bloku 128 bitů 1992: Adi Shamir, popis útoku na FEAL N pro N<31,

26 IDEA Internation Data Encryption Algorithm (* 1991, Švýcarsko) Délka bloku 64bitů, hloubka klíče 2-16, délka klíče 128bitů Vystačí s aritmetickými operacemi –Sčítání modulo 2 16 –Bitová Non-ekvivalence – Násobení modulo 2 16 + 1 Zatím nebyl nalezen útok pomocí diferenciální kryptoanalýzy