Черт.2. Криптосхема, реализующая алгоритм зашифрования в режиме простой замены

Черт.2

 

Открытые данные, подлежащие зашифрованию, разбивают на блоки по 64 бита в каждом. Ввод любого блока = ((0), (0). …, (0), (0), (0), (0) …, (0)) двоичной информации в накопители и производится так, что значение (0) вводится в 1-й разряд, значение (0) вводится во 2-й разряд и т.д., значение (0) вводится в 32-й разряд; значение (0) вводится в 1-й разряд, значение (0) вводится во 2-й разряд и т.д., значение (0) вводится в 32-й разряд. В результате получают состояние ((0), (0), …, (0), (0)) накопителя и состояние ((0), (0),

..., (0)) накопителя.

 

2.1.2. В КЗУ вводятся 256 бит ключа. Содержимое восьми 32-разрядных накопителей,..., имеет вид:

 

2.1.3. Алгоритм зашифрования 64-разрядного блока открытых данных в режиме простой замены состоит из 32 циклов.

В первом цикле начальное заполнение накопителя суммируется по модулю 2в сумматоре с заполнением накопителя, при этом заполнение накопителя сохраняется.

Результат суммирования преобразуется в блоке подстановки и полученный вектор поступает на вход регистра, где циклически сдвигается на одиннадцать шагов в сторону старших разрядов. Результат сдвига суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре с 32-разрядным заполнением накопителя. Полученный в результат записывается в, при этом старое заполнение переписывается в. Первый цикл заканчивается.

Последующие циклы осуществляются аналогично, при этом во 2-м цикле из КЗУ считывается заполнение в 3-м цикле из КЗУ считывается заполнение и т.д., в 8-м цикле из КЗУ считывается заполнение. В циклах с 9-го по 16-й, а также в циклах с 17-го по 24-й заполнения из КЗУ считываются в том же порядке:

 

,,,,,,,.

В последних восьми циклах с 25-го по 32-й порядок считывания заполнений КЗУ обратный:

 

,,,,,,,.

Таким образом, при зашифровании в 32 циклах осуществляется следующий порядок выбора заполнений накопителей:

 

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,.

В 32 цикле результат из сумматора вводится в накопитель, а в накопителе сохраняется старое заполнение.

Полученные после 32-го цикла зашифрования заполнения накопителей и являются блоком зашифрованных данных, соответствующим блоку открытых данных.

2.1.4. Уравнения зашифрования в режиме простой замены имеют вид:

 

при = 124;

при =25 31;

при = 32,

где (0) = ((0), (0), …, (0)) - начальное заполнение перед первым циклом зашифрования;

(0) = ((0), (0), …, (0)) - начальное заполнение перед первым циклом зашифрования;

= (, , …,) - заполнение после -го цикла зашифрования;

= (, , …,) - заполнение после -го цикла зашифрования, = 132.

Знак означает поразрядное суммирование 32-разрядных векторов по модулю 2.

Знак означает суммирование 32-разрядных векторов по модулю 2. Правила суммирования по модулю 2приведены в приложении 4;

- операция циклического сдвига на одиннадцать шагов в сторону старших разрядов, т.е.

 

.

2.1.5. 64-разрядный блок зашифрованных данных выводится из накопителей, в следующем порядке: из 1-го, 2-го,..., 32-го разрядов накопителя затем из 1-го, 2-го,..., 32-го разрядов накопителя, т.е.

 

.

Остальные блоки открытых данных в режиме простой замены зашифровываются аналогично.

 

2.2. Расшифрование зашифрованных данных в режиме простой замены

 

2.2.1. Криптосхема, реализующая алгоритм расшифрования в режиме простой замены, имеет тот же вид (см. черт.2), что и при зашифровании. В КЗУ вводятся 256 бит того же ключа, на котором осуществлялось зашифрование. Зашифрованные данные, подлежащие расшифрованию, разбиты на блоки по 64 бита в каждом. Ввод любого блока

в накопители и производятся так, что значение (32) вводится в 1-й разряд, значение а(32) вводится во 2-й разряд и т.д., значение (32) вводится в 32-й разряд; значение (32) вводится в 1-й разряд и т.д., значение (32) вводится в 32-й раз

ряд.

 

2.2.2. Расшифрование осуществляется по тому же алгоритму, что и зашифрование открытых данных, с тем изменением, что заполнения накопителей,,..., считываются из КЗУ в циклах расшифрования в следующем порядке:

 

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,.

2.2.3. Уравнения расшифрования имеют вид:

 

при = 18;

 

при = 931;

 

при = 32.

 

2.2.4. Полученные после 32 циклов работы заполнения накопителей и составляют блок открытых данных.

, , …, ,,, …, ), соответствующий блоку зашифрованных данных, при этом значение блока соответствует содержимому 1-го разряда, значение соответствует содержимому 2-го разряда и т.д., значение соответствует содержимому 32-го разряда; значение соответствует содержимому 1-го разряда, значение соответствует содержимому 2-го разряда и т.д., значение соответствует содержимому 32-го разряда.

Аналогично расшифровываются остальные блоки зашифр

ованных данных.

 

2.3. Алгоритм зашифрования в режиме простой замены 64-битового блока обозначается через, т.е.

 

, , .

2.4. Режим простой замены допускается использовать для зашифрования (расшифрования) данных только в случаях, приведенных в п.1.7.

 

 

Билет

1. ГОСТ 28147-89. Режим гаммирования с обратной связью.