Don (shifr) - Grain (cipher)

Don a oqim shifri topshirilgan eSTREAM 2004 yilda Martin Jahannam, Tomas Yoxansson va Villi Mayer. Bu eSTREAM loyihasi tomonidan Profil 2 uchun yakuniy eSTREAM portfeliga tanlangan. Don, asosan, mo'ljallangan cheklangan apparat atrof-muhit. U 80- qabul qiladibit kalit va 64-bit IV. Texnik shartlar (kalit, iv) juftlik uchun maksimal chiqish uzunligini tavsiya etmaydi. Shifrdagi bir qator mumkin bo'lgan zaif tomonlar aniqlandi va tuzatildi Don 128a Endi 128bitli xavfsizlik va autentifikatsiyani ta'minlaydigan apparat muhitida foydalanish uchun tavsiya etilgan shifr.

Tavsif

Donning 160 bitli ichki holati 80 bitdan iborat chiziqli geribildirim siljish registri (LFSR) va 80-bit chiziqli bo'lmagan teskari aloqa registri (NLFSR). Don, chiziqli bo'lmagan filtr funktsiyasi tomonidan chiqarilgan har bir shifrlangan matn uchun bir bit LFSR va bir bit NLFSR holatini yangilaydi. 80-bitli NLFSR chiziqsiz 5 dan 1 gacha mantiqiy funktsiya va LFSR dan tanlangan 1 bitli chiziqli kirish bilan yangilanadi. Lineer bo'lmagan 5 dan 1 gacha funktsiya NLFSR holatining 5 bitini oladi. 80-bitli LFSR 6 dan 1 gacha chiziqli funktsiya bilan yangilanadi. Klaviatura operatsiyalari davomida shifrning chiqishi qo'shimcha ravishda NLFSR va LFSR yangilash funktsiyalariga chiziqli kirish sifatida qaytariladi.

Grain-ning dastlabki 0.0 versiyasida, 80-bitli NLFSR ning bir biti va 80-bitli LFSR-ning to'rt biti chiziqli bo'lmagan 5-dan 1-gacha mantiqiy funktsiyaga beriladi (bu muvozanatli, korrelyatsion immunitetga ega bo'lishi uchun tanlangan) birinchi tartib va ​​algebraik darajaga ega 3) va chiqish chiziqli ravishda 80 bitli NLFSR ning 1 biti bilan birlashtirilgan va chiqish sifatida chiqarilgan.

Yangilangan Grain Version 1.0-ning taqdim etilishida 80-bitli NLFSR ning bir biti va 80-bitli LFSR-ning to'rtta biti (biroz qayta ko'rib chiqilgan) chiziqli bo'lmagan 5-dan 1-mantiqiy funktsiyaga beriladi va chiqish chiziqli ravishda birlashtiriladi 80 bitli NLFSR ning 7 biti va chiqish sifatida chiqarilgan.

Shifrni ishga tushirish uchun 80-bitli kalit to'g'ridan-to'g'ri 80-bitli NLFSR-ga yuklanadi va 64-bitli IV LFSR-ning past-64-bitiga yuklanadi va LFSR-ning qolgan 16 ta yuqori biti to'ldiriladi. Shifr 160 dumaloq uchun muhrlangan, bu erda 160 bit asosiy oqim ishlab chiqarilgan LFSR va NLFSR yangilash funktsiyalariga chiziqli ravishda qaytariladi. Ishga tushirish jarayonida shifr hech qanday asosiy oqim chiqarmaydi.

Grain mualliflari Grain Version 1.0 spetsifikatsiyalarida Donni ishga tushirish jarayonining to'liq diffuziya stavkalarini muhokama qiladilar: "Ikki xil IV bilan boshlash, faqat bitta bit bilan farq qilish uchun, shift registri bitining har ikkala boshlash uchun ham bir xil bo'lishi ehtimoli 0,5 ga yaqin bo'lishi kerak. Simulyatsiyalar shuni ko'rsatadiki, bunga 160 soatdan keyin erishiladi. "

Ishlash

Shifr 16 ta turni parallel ravishda bajarishga imkon beradigan tarzda ishlab chiqilgan bo'lib, qo'shimcha qurilmalardan ko'proq foydalanish evaziga tezroq amalga oshiriladi.

Xavfsizlik

Kalit hajmi 80 bit, IV hajmi esa 64 bit deb belgilangan. Mualliflarning ta'kidlashicha, shifr to'liq tugmachani qidirishdan tezroq hujum qilish mumkin bo'lmasligi uchun ishlab chiqilgan, shuning uchun eng yaxshi hujum hisoblash murakkabligini 2 dan sezilarli darajada past bo'lmasligi kerak.80.

Original Grain Version 0.0 spetsifikatsiyalarida,[1] mualliflarning ta'kidlashicha: "Don, qo'shimcha dasturlarda ishlatilishi kerak bo'lgan boshqa bir qancha taniqli shifrlardan yuqori xavfsizlikni ta'minlaydi. Bunday shifrlarning taniqli namunalari: E0 ichida ishlatilgan Bluetooth va A5 / 1 ichida ishlatilgan GSM. Ushbu shifrlar, shuningdek, juda kichik qo'shimcha dasturga ega bo'lishiga qaramay, juda xavfli ekanligi isbotlangan. Ga solishtirganda E0 va A5 / 1, Grain yuqori darajada xavfsizlikni ta'minlaydi va shu bilan birga kichik bir apparat murakkabligini saqlab qoladi. "

Mualliflar hujumga qarshi so'zlarni keltirmoqdalar E0 [2] 2 murakkabligini talab qiladi40 va 235 ramkalar (ramka uzunligi 2745 bit). Dastlabki Grain Version 0.0 shifrini asosiy tiklash hujumi buzdi[3] bu 2 murakkabligini talab qildi43 hisoblash va 238 80-bitli kalitni aniqlash uchun asosiy oqim bitlari.

Tahrirlangan Grain Version 1.0 texnik xususiyatlarida,[4] shifrda biroz o'zgartirilgan chiqish funktsiyasi mavjud va NLFSR qayta aloqa funktsiyasi ozgina o'zgarishlarga duch keldi. Texnik shartlar quyidagicha ta'kidlaydi: "Filtrning funktsiyasi juda kichik, faqat 5 o'zgaruvchiga va nochiziqlikka ega 12. Biroq, bu kirishlarning biri NLFSR-dan olinganligi bilan qisman qoplanadi. NLFSR-dan kirish biti chiziqli bo'lmagan bog'liq bo'ladi [sic ] shtatning boshqa bitlarida, ham LFSR dan, ham NLFSR dan. Kichik filtr funktsiyasi, shuningdek, 7 bitni chiziqli ravishda qo'shilishi bilan qoplanadi [sic ] chiqish funktsiyasini shakllantirish uchun NLFSR-dan mos holatlarda. "

2006 yil oktyabr oyidan boshlab Grain Version 1.0 ga qarshi qo'pol kuch hujumidan yaxshiroq kalitlarni qayta tiklash hujumlari ma'lum emas.

Shu bilan birga, tegishli kalit hujum 2006 yil sentyabr oyida Ozgul Kucuk tomonidan "Gial 1.0 initsializatsiyasiga slaydni qayta sinxronizatsiya qilish hujumi" gazetasida chop etilgan.[5] Gazeta da'vo qilmoqda: "biz Grain 1.0 oqim shifrining tegishli kalitlarini va boshlang'ich qiymatlarini topamiz. Har qanday (K, IV) juftlik uchun tegishli (K ', IV') juftligi mavjud, ehtimol 1/22 ehtimollik bilan 1-bit siljigan kalit oqimini hosil qiladi. Garchi bu hali ham samarali kalitlarni tiklash hujumiga olib kelmasa ham, bu ishga tushirishdagi zaiflikni ko'rsatib turibdi [sic ] ozgina kuch sarflab. "

Adabiyotlar

  1. ^ Martin Jahannam, Tomas Yoxansson, Villi Mayer (2005-04-29). "Don - cheklangan muhit uchun oqim shifri" (PDF ). eSTREAM. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  2. ^ Yi Lu, http://lasecwww.epfl.ch/~vaudenay/ (2004). "Ikki darajali E0 Bluetooth Keystream Generator-ning kriptanalizi" (PDF ). Kriptologiya sohasidagi yutuqlar - Asiacrypt 2004, LNCS jild. 3329, s.483-499, Springer, 2004 yil. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)
  3. ^ Kome Berbeyn, Anri Gilbert, Aleksandr Maksimov (2006-01-02). "Donning kriptanalizi" (PDF ). eSTREAM. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  4. ^ Martin Jahannam, Tomas Yoxansson, Villi Mayer (2006). "Don - cheklangan muhit uchun oqim shifri" (PDF ). eSTREAM. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  5. ^ Ozgul Kucuk (2006-07-16). "Grain 1.0 initsializatsiyasiga slaydni qayta sinxronlashtirish hujumi" (PS ). eSTREAM. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)

Tashqi havolalar