Жасырған сөздер тарихы: Lucifer шифры – IBM жасаған алғашқы блок шифрлерінің бірі. DES стандартына негіз болды, 1970-жылдары электрондық банкингте қолданылды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Алғашқы азаматтық блок шифрлары
Earliest civilian block ciphers
Криптографияда, Люцифер – Хорст Фейстель мен оның IBM-дегі әріптестері әзірлеген ең алғашқы азаматтық блок шифрларының біріне берілген атау. Люцифер деректерді шифрлау стандартының тікелей алдағысы болды. Оның бір нұсқасы, DTD 1 деп аталды, 1970-ші жылдары электрондық банк саласында коммерциялық тұрғыда қолданылды.
In cryptography, Lucifer was the name given to several of the earliest civilian block ciphers, developed by Horst Feistel and his colleagues at IBM. Lucifer was a direct precursor to the Data Encryption Standard. One version, alternatively named DTD 1, saw commercial use in the 1970s for electronic banking.
Шолу
Люцифер шифрларды шешуде бастапқы нүкте ретінде транспозиция және алмастыру шифрлаудың комбинациясын пайдаланады. 1971 жылы Фейстель сипаттаған бір нұсқа 48 биттік кілтті қолданады және 48 биттік блоктармен жұмыс істейді. Шифр алмастыру-пермутация желісі болып табылады және екі 4 биттік S-қорапшасын пайдаланады. Кілті қай S-қорапшаны қолдану керектігін анықтайды. Патент шифрлаудың 24 биттен және 8 биттен жұмыс істейтін нұсқаларын сипаттайды. Сол жылы Джон Л. Смит ұсынған тағы бір нұсқа 32 биттік блокпен жұмыс істейтін 64 биттік кілтті қолданады, сондай-ақ бір қосылым (mod 4) және бір 4 биттік S-қорапшасын пайдаланады. Бұл құрылым сағат циклына 4 биттен жұмыс істеуге арналған. Бұл белгілі ең кішкентай блок шифрлеулердің бірі болуы мүмкін. Кейіннен Фейстель 128 биттік кілтті қолданатын және 128 биттік блоктармен жұмыс істейтін күштірек нұсқаны сипаттады. Кейінірек Люцифер 16 раундтық Фейстель желісі ретінде сипатталды, ол да 128 биттік блоктар мен кілттерді қолданады. Бұл нұсқа дифференциалдық криптоанализге осал; кілттердің шамамен жартысына жуығы үшін шифр 236 таңдалған ашық мәтінмен және 236 уақыт күрделілігімен бұзылуы мүмкін. IBM Lucifer-дің Фейстель желілік нұсқасын Деректерді шифрлау стандартына үміткер ретінде ұсынды (жақындағы AES процесімен салыстырыңыз). Ол DES атанды, себебі Ұлттық қауіпсіздік агенттігі шифрдің кілтін 56 битке дейін қысқартты, блок өлшемін 64 битке дейін қысқартты және шифрды дифференциалдық криптоанализге қарсы тұрушы етті, бұл туралы сол кезде тек IBM және NSA ғана білген. "Люцифер" атауы "Демон" сөзіне жасалған ойын еді. Бұл өз кезегінде "Демонстрация" сөзінің қысқартылған түрі, Фейстель жұмыс істеп жатқан құпиялылық жүйесінің аты. Операциялық жүйе ұзын атауды қабылдай алмады.
Lucifer uses a combination of transposition and substitution crypting as a starting point in decoding ciphers. One variant, described by Feistel in 1971, uses a 48 bit key and operates on 48 bit blocks. The cipher is a substitution–permutation network and uses two 4 bit S boxes. The key selects which S boxes are used. The patent describes the execution of the cipher operating on 24 bits at a time, and also a sequential version operating on 8 bits at a time. Another variant by John L. Smith from the same year uses a 64 bit key operating on a 32 bit block, using one addition mod 4 and a singular 4 bit S box. The construction is designed to operate on 4 bits per clock cycle. This may be one of the smallest block cipher implementations known. Feistel later described a stronger variant that uses a 128 bit key and operates on 128 bit blocks. described a later Lucifer as a 16 round Feistel network, also on 128 bit blocks and 128 bit keys. This version is susceptible to differential cryptanalysis; for about half the keys, the cipher can be broken with 236 chosen plaintexts and 236 time complexity. IBM submitted the Feistel network version of Lucifer as a candidate for the Data Encryption Standard (compare the more recent AES process). It became the DES after the National Security Agency reduced the cipher's key size to 56 bits, reduced the block size to 64 bits, and made the cipher resistant against differential cryptanalysis, which was at the time known only to IBM and the NSA. The name "Lucifer" was apparently a pun on "Demon". This was in turn a truncation of "Demonstration", the name for a privacy system Feistel was working on. The operating system used could not handle the longer name.
Соркин нұсқасының сипаттамасы
Сипатталған нұсқада DES сияқты 16 Фейстель раунды бар, бірақ бастапқы немесе соңғы пермутация жоқ. Кілт пен блок өлшемдерінің екеуі де 128 биттен тұрады. Фейстель функциясы 64 биттік жарты блок деректермен, 64 биттік кіші кілтпен және 8 "араласуды басқару битімен" (ICB) жұмыс істейді. ICB-лер алмасу операциясын басқарады. 64 биттік дерек блогы сегіз 8 биттік байттан тұратын тізбек ретінде қарастырылады, егер белгілі бір байтқа сәйкес ICB нөл болса, сол және оң 4 биттік жартысы (нибблдер) ауыстырылады. Егер ICB бір болса, байт өзгеріссіз қалады. Әрбір байт екі 4x4 биттік S-қораптармен өңделеді, олар S0 және S1 деп белгіленеді – S0 сол жақ 4 биттік нибблмен, ал S1 оң жақ нибблмен жұмыс істейді. Нәтижеде алынған шығыстар біріктіріліп, содан кейін кіші кілтпен «ексклюзивті немесе» (XOR) операциясы арқылы біріктіріледі; бұл «кілттің үзілуі» деп аталады. Одан кейін екі кезеңді пермутация операциясы жүзеге асырылады; бірінші кезең әр байтты белгілі бір пермутация бойынша өзгертеді. Екінші кезең байттар арасындағы биттерді араластырады. Кілтті жоспарлау алгоритмі салыстырмалы түрде қарапайым. Бастапқыда 128 кілттік бит ауысу тізіліміне жүктеледі. Әр раундта тізілімнің сол жағындағы 64 бит кіші кілтті, ал оң жағындағы сегіз бит ICB биттерін құрайды. Әр раундтан кейін тізілім 56 битке солға қарай жылдырылады.
The variant described by has 16 Feistel rounds, like DES, but no initial or final permutations. The key and block sizes are both 128 bits. The Feistel function operates on a 64 bit half block of data, together with a 64 bit subkey and 8 "interchange control bits" (ICBs). The ICBs control a swapping operation. The 64 bit data block is considered as a series of eight 8 bit bytes, and if the ICB corresponding to a particular byte is zero, the left and right 4 bit halves (nibbles) are swapped. If the ICB is one, the byte is left unchanged. Each byte is then operated on by two 4×4 bit S boxes, denoted S0 and S1 — S0 operates on the left 4 bit nibble and S1 operates on the right. The resultant outputs are concatenated and then combined with the subkey using exclusive or (XOR); this is termed "key interruption". This is followed by a permutation operation in two stages; the first permutes each byte under a fixed permutation. The second stage mixes bits between the bytes. The key scheduling algorithm is relatively simple. Initially, the 128 key bits are loaded into a shift register. Each round, the left 64 bits of the register form the subkey, and right eight bits form the ICB bits. After each round, the register is rotated 56 bits to the left.