А,В,Соколов, 0,М, Степанюк - Скачать документы

344
аО,0
а1,С
а2,0
аЗ.О
аО,1 аО,2 аО,3 аО,4
а1,1 а1,2 а1,3 а1,4
а2,1 а2,2 а2,3 а2,4
аЗ,1 аЗ,2 аЗ,3 аЗ,4
Состояние (Мв - 6)
аО,5
а1,5
а2,5
аЗ,5
Ключ
шифрования (NK - 4)
Рис. 4.9. Пример представления состояния (Nb=6) и ключа
шифрования (Nk=4) в виде массивов
Входные данные для шифра, например, открытый текст, обозначаются как байты
состояния в порядке аО,0, al,0, аЗ,0, аО,1, al,l, аЗД ,а4,1 ... После завершения действия
шифра выходные данные получаются из байтов состояния в том же порядке.
Алгоритм состоит из некоторого количества раундов — цикловых преобразований
в диапазоне от 10 до 14. Это зависит от размера блока и длины ключа, в которых
последовательно выполняются следующие операции:
Q замена байт — ByteSub;
Q сдвиг строк — ShiftRow;
Q замешивание столбцов — MixColumn;
Q добавление циклового ключа — AddRoundKey.
Число циклов обозначается Nr и зависит от значений Nb и Nk (рис. 4.10).
Преобразование ByteSub представляет собой нелинейную замену байт, выполняемую
независимо с каждым байтом состояния. Порядок замены определяется инвертируемыми
S-блоками (таблицами замены), которые построены как композиции двух
преобразований:
Q получение обратного элемента относительно умножения в поле GF(28);
О применение афинного преобразования (над GF(2)).
Применение преобразования ByteSub к состоянию представлено на рис. 4.11.
Преобразование сдвига строк ShiftRow заключается в том, что последние три строки
состояния циклически сдвигаются на различное число байт. При этом первая строка
состояния остается без изменения, вторая — сдвигается на С1 байт, третья строка сдвигается
на С2 байт, а четвертая — на СЗ байт. Значения сдвигов С1, С2 и СЗ различны и
зависят от длины блока Nb. Величины этих сдвигов в байтах представлены в табл. 4.3
Таблица 4.3. Величина сдвига строк для разной длины блоков
Длина блока, байт
4
6
8
С,
1
1
1
Значение сдвига, байт
С 2
2
2
3
Сз
3
3
4
Мк = 4
Мк = 6
Мк = 8
10
12
14
12
12
14
14
14
14
Рис. 4.10. Число циклов в зависимости
от длины ключа и длины блока