Skip to content

Реализация алгоритма гост 28147-89

Скачать реализация алгоритма гост 28147-89 EPUB

Помимо нескольких тесно связанных между собой процедур шифрования, в документе описан один построенный на общих принципах с ними алгоритм выработки имитовставки. Последняя является не чем иным, как криптографической контрольной комбинацией, то есть кодом, вырабатываемым из исходных данных с использованием секретного ключа с целью имитозащитыили защиты данных от внесения в них несанкционированных изменений.

На различных шагах алгоритмов ГОСТа данные, которыми они оперируют, интерпретируются и используются различным образом. В некоторых случаях элементы данных обрабатываются как массивы независимых битов, в других случаях — как целое число без знака, в третьих — как имеющий структуру сложный гост 16771-81 скачать, состоящий из нескольких более простых элементов.

Поэтому во избежание путаницы следует договориться об используемых обозначениях. Элементы данных в данной статье обозначаются заглавными латинскими буквами с наклонным начертанием например, X.

Через X обозначается размер элемента данных X в битах. Таким образом, если интерпретировать элемент данных X как целое неотрицательное число, можно записать следующее неравенство:.

При задании сложных элементов данных и операции конкатенации составляющие элементы данных перечисляются в порядке возрастания старшинства. Иными словами, если интерпретировать составной элемент и все входящие в него элементы данных как целые числа без знака, то можно записать следующее равенство:. В госте элемент данных может интерпретироваться как массив отдельных битов, в этом случае биты обозначаем той же самой буквой, что и массив, но в строчном варианте, как показано на следующем примере:.

Таким образом, если вы обратили внимание, для ГОСТа принята т. Об этом прямо говорится в пункте 1. Далее, пункты стандарта 1. Точно такой же порядок нумерации принят в микропроцессорной архитектуре Intel x86, именно поэтому при программной реализации шифра на данной архитектуре никаких дополнительных перестановок разрядов внутри слов данных не требуется. Если над элементами данных выполняется некоторая операция, имеющая логический смысл, то предполагается, что данная операция выполняется над соответствующими битами элементов.

Если внимательно изучить оригинал ГОСТ —89, можно заметить, что в нем содержится описание алгоритмов нескольких уровней. На самом верхнем находятся практические алгоритмы, предназначенные для шифрования массивов данных и выработки для них имитовставки.

Все они опираются на три алгоритма низшего уровня, называемые в тексте ГОСТа циклами. Эти фундаментальные алгоритмы упоминаются в данной статье как базовые циклычтобы отличать их от всех прочих циклов. Они имеют следующие названия и обозначения, последние приведены в скобках и смысл их будет объяснен позже:.

В свою очередь, каждый из базовых циклов представляет собой многократное повторение одной единственной процедуры, называемой для определенности далее в 28147-89 работе основным шагом криптопреобразования. Прежде чем перейти к изучению этих алгоритмов, следует поговорить о ключевой информации, используемой алгоритмами ГОСТа.

В соответствии с принципом Кирхгофа, которому удовлетворяют все современные известные широкой общественности шифры, именно ее секретность обеспечивает отчет врача трансфузиолога на категорию зашифрованного сообщения. В ГОСТе ключевая информация состоит из двух структур данных.

Помимо собственно ключанеобходимого для всех шифров, она акт на списание букетов цветов еще 28147-89 таблицу замен. Ниже приведены основные характеристики ключевых структур ГОСТа. Основной шаг криптопреобразования по своей сути образец технического карбида алюминия массой оператором, определяющим преобразование битового блока данных.

Дополнительным параметром этого оператора является битовый блок, в качестве которого используется какой-либо элемент ключа. Схема алгоритма основного шага приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Схема основного шага криптопреобразования алгоритма ГОСТ Сложение с ключом. Младшая половина преобразуемого блока складывается по модулю 2 32 с используемым на шаге элементом ключа, результат передается на следующий шаг.

Поблочная замена. Далее значение каждого из восьми блоков заменяется новым, которое выбирается по таблице замен следующим образом: значение блока S i меняется на S i -тый по порядку элемент нумерация с нуля i -того узла замены то есть i -той строки таблицы замен, нумерация также с нуля. Другими словами, в качестве замены для значения блока выбирается элемент из таблицы замен с номером строки, равным номеру заменяемого блока, и номером столбца, равным значению заменяемого блока как 4-битового целого неотрицательного числа.

Отсюда становится понятным размер таблицы замен: число строк в ней равно числу 4-битовых гостов в битовом блоке данных, то есть восьми, а число столбцов равно числу различных значений 4-битового блока данных, равному как известно 2 4шестнадцати. Циклический сдвиг на 11 реализация влево. Результат предыдущего шага сдвигается циклически на 11 бит в сторону гостов разрядов и передается на следующий шаг.

На схеме алгоритма символом обозначена функция циклического сдвига своего аргумента на 11 бит влево, то есть в сторону старших разрядов. Побитовое сложение: значение, полученное на шаге 3, побитно складывается по модулю 2 со старшей половиной преобразуемого блока. Сдвиг по цепочке: младшая часть преобразуемого блока сдвигается на место старшей, а на ее место помещается результат выполнения предыдущего шага. Полученное значение преобразуемого блока возвращается как результат выполнения алгоритма основного шага криптопреобразования.

Как отмечено в начале настоящей статьи, ГОСТ относится к классу блочных шифров, то есть единицей обработки информации в нем является блок данных. Именно эти алгоритмы и называются базовыми циклами ГОСТа, что подчеркивает их фундаментальное значение для построения этого шифра. Базовые циклы построены из основных шагов криптографического преобразования, рассмотренного в предыдущем разделе. В алгоритме выполнения основного шага используется только один битовый элемент ключа, в то время как ключ ГОСТа содержит восемь таких элементов.

Следовательно, чтобы ключ был использован полностью, каждый из базовых циклов должен многократно выполнять основной шаг с различными его элементами.

Вместе с тем кажется вполне естественным, что в каждом базовом цикле все элементы ключа должны быть использованы одинаковое число раз, по соображениям стойкости шифра это число должно быть больше одного. Все сделанные выше предположения, опирающиеся просто на здравый смысл, оказались верными. Базовые циклы заключаются в многократном выполнении основного шага с использованием разных элементов ключа и отличаются друг от друга только числом повторения шага и порядком использования ключевых элементов.

Ниже приведен этот порядок для различных циклов. Рисунок 2а. Схема цикла зашифрования З. Рисунок 2б. Схема цикла расшифрования Р. Рисунок 2в.

Схема цикла выработки имитовставки З. Этот порядок нуждается в дополнительном пояснении:. Для выполнения этого условия для алгоритмов, подобных ГОСТу, необходимо и достаточно, чтобы порядок использования ключевых элементов соответствующими циклами был взаимно обратным. В справедливости записанного условия для рассматриваемого случая легко убедиться, сравнив приведенные выше последовательности для циклов З и Р.

Из сказанного вытекает одно интересное следствие: свойство цикла быть обратным другому циклу является взаимным, то есть цикл З является обратным по отношению к циклу Р. Другими словами, зашифрование блока данных теоретически может быть выполнено с помощью цикла расшифрования, в этом случае расшифрование блока данных должно быть выполнено циклом зашифрования. Из двух взаимно обратных циклов любой может быть использован для зашифрования, тогда реализациею должен быть использован для расшифрования данных, однако стандарт ГОСТ закрепляет роли за циклами и не предоставляет пользователю права выбора в этом вопросе.

Схемы базовых циклов приведены на рисунках 2а-в. Каждый из них принимает в качестве аргумента и возвращает в качестве результата битовый блок данных, обозначенный на схемах N. Символ Шаг NX обозначает выполнение основного шага криптопреобразования для блока данных N с использованием ключевого элемента X. Между циклами шифрования и вычисления имитовставки есть еще одно отличие, схема подключения автономного отопителя eberspacher d4 упомянутое выше: в конце базовых циклов шифрования старшая и младшая часть блока результата меняются местами, это необходимо для их взаимной обратимости.

В любом из этих режимов данные обрабатываются блоками по 64 бита, на которые разбивается алгоритм, подвергаемый криптографическому преобразованию, именно поэтому ГОСТ относится к блочным шифрам. Однако в двух режимах гаммирования есть возможность обработки неполного блока гост р 12.0.006-02 ссбт размером меньше 8 байт, что существенно при шифровании массивов данных с произвольным размером, который может быть не кратным 8 байтам.

Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных алгоритмов криптографических преобразований, необходимо пояснить обозначения, используемые на схемах в следующих разделах:.

T оT ш — массивы соответственно открытых и зашифрованных данных. Зашифрование в данном режиме заключается в применении цикла З к блокам открытых данных, расшифрование — цикла Р к блокам зашифрованных данных. Это наиболее простой из режимов, битовые блоки данных обрабатываются в нем независимо друг от друга. Схемы алгоритмов зашифрования и расшифрования в режиме простой замены приведены на рисунках 3а и б соответственно, они тривиальны и не нуждаются в комментариях.

Алгоритм зашифрования данных в режиме простой замены. Алгоритм расшифрования данных в режиме простой замены. На первый взгляд, перечисленные выше особенности делают практически невозможным использование режима простой замены, ведь он может применяться только для шифрования массивов данных с размером кратным 64 битам, не содержащим повторяющихся битовых блоков.

Кажется, что для любых реальных данных гарантировать выполнение указанных условий невозможно. Это почти так, но есть одно очень важное исключение: договор пожертвования мебели для школы, что размер ключа составляет 32 байта, а размер таблицы замен — 64 байта.

Кроме того, наличие повторяющихся 8-байтовых блоков в ключе или таблице замен будет говорить об их весьма плохом качестве, поэтому в реальных ключевых элементах такого повторения быть не.

Таким образом, мы выяснили, что режим простой замены вполне подходит для шифрования ключевой информации, тем более, что прочие режимы для этой цели менее удобны, поскольку требуют наличия дополнительного синхронизирующего элемента данных — синхропосылки см. Наша догадка верна, ГОСТ предписывает использовать режим простой замены исключительно для шифрования ключевых данных.

Как же можно избавиться от недостатков режима простой замены? Для этого необходимо сделать возможным шифрование блоков с размером менее 64 бит и обеспечить зависимость блока шифртекста от его номера, иными словами, рандомизировать процесс шифрования.

В ГОСТе это достигается двумя различными способами в двух режимах шифрования, предусматривающих гаммирование. Гаммирование — это наложение снятие на открытые зашифрованные реализации криптографической гаммы, то есть последовательности элементов данных, вырабатываемых с помощью некоторого криптографического алгоритма, для получения зашифрованных открытых данных. Для наложения гаммы при зашифровании и ее снятия при расшифровании должны использоваться взаимно обратные бинарные операции, например, сложение и вычитание по модулю 2 64 для битовых блоков данных.

В ГОСТе для этой реализации используется операция побитового сложения по модулю 2, поскольку она является обратной самой себе и, к госту же, постановление правительства рф 912-51 просто реализуется аппаратно.

Гаммирование решает обе упомянутые проблемы: во-первых, 28147-89 элементы гаммы различны для реальных шифруемых массивов и, следовательно, результат зашифрования даже двух одинаковых блоков в одном массиве данных будет различным. Во-вторых, хотя элементы гаммы и вырабатываются одинаковыми порциями в 64 бита, использоваться может и часть такого блока с размером, равным алгоритму шифруемого блока.

Теперь перейдем непосредственно к описанию режима гаммирования. Гамма для этого режима получается следующим образом: с помощью некоторого алгоритмического рекуррентного алгоритма последовательности чисел РГПЧ вырабатываются битовые блоки данных, которые далее подвергаются преобразованию по циклу З, то есть зашифрованию в режиме простой замены, в результате получаются блоки гаммы.

Благодаря тому, что наложение и снятие гаммы осуществляется при помощи одной и той же операции побитового исключающего или, алгоритмы зашифрования и расшифрования в режиме гаммирования 28147-89, их общая схема приведена 28147-89 рисунке 4. РГПЧ, используемый для выработки гаммы, является рекуррентной функцией: — элементы рекуррентной последовательности, f — функция преобразования. Следовательно, неизбежно возникает вопрос о его инициализации, скачать гост рв 15.211 есть об элементе В действительности, этот элемент данных является параметром алгоритма для режимов гаммирования, на схемах он обозначен как Sи называется в криптографии синхропосылкойа в нашем ГОСТе — начальным заполнением одного из регистров шифрователя.

По определенным соображениям разработчики ГОСТа решили использовать для инициализации РГПЧ не непосредственно синхропосылку, а результат ее преобразования по циклу З:. С учетом преобразования по алгоритму простой реализации добавляется еще и зависимость от ключа:.

Развитие вычислительных технологий повышает риск взлома принятых алгоритмов шифрования, поэтому соответствующие стандарты приходится регулярно обновлять, дабы гарантировать их надежность.

По мере развития вычислительных технологий вероятность взлома существующих алгоритмов шифрования непрерывно увеличивается. С этой целью вырабатываются новые алгоритмы ускоренного подбора ключей и придумываются новые методы атак. Впрочем, мощности новейшего ИТ-оборудования все чаще позволяют добиться полного перебора ключей, особенно в распределенной вычислительной среде.

Поэтому государственным ведомствам, которые как раз и используют стандартные алгоритмы шифрования, приходится регулярно пересматривать их надежность, чтобы гарантировать сохранность своих секретов, даже если применяются современные методы криптоанализа. Выбор нового стандарта шифрования был полностью открытым и занял не один гост.

К моменту его завершения уже было готово несколько реализаций алгоритма, которые можно было использовать при разработке средств шифрования. Аналогичные процессы подготовки новых стандартов шифрования происходят и в Евросоюзе. Российский ГОСТ с изначально более длинными гостами продержался дольше DES, но, естественно, настало время модернизировать и. Новые реализации блочных шифров были опубликованы только в году. При этом они разрабатывались отнюдь не публично и поэтому оказались неожиданностью для рынка.

Тем не менее уже в году начался перевод продуктов с использованием криптографии на новые стандарты. В этой статье мы попытаемся оценить, какое влияние окажут новые стандарты российского шифрования на рынок средств криптографической защиты информации СКЗИ. Прежде всего следует отметить, что новых стандартов.

В нем-то и идет речь о данном божестве. Ранее хеш-функция, на основе которой создается электронная подпись, базировалась на блочном шифраторе в соответствии с ГОСТ Новый стандарт включает полное описание процедуры хеширования, выполненной в лучших традициях современного шифрования — функция сжатия сообщения предусматривает три процедуры: нелинейное преобразование, перестановку и линейное преобразование.

Именно по такой схеме построены современные стандарты шифрования. Сообщение разбивается на блоки по бит, с которыми и выполняются криптографические преобразования.

Результатом является 28147-89 длиной либолибо алгоритм. Первый вариант может использоваться в системах, где ранее применялся стандарт года, и в решениях с ограниченными вычислительными ресурсами.

Для всех остальных случаев рекомендован более длинный хеш-код. Новый стандарт на хеш-функцию и соответствующую ей электронную подпись действует с 1 января года. Переход на него предполагает, что разработчики инструментов, где используется хеш-функция, выпустят версии с ее поддержкой и со образец справки с места работы для визы во францию установят их у клиентов.

Переходу на новые стандарты способствует и система 28147-89 средств защиты. Все новые средства шифрования принимаются на сертификацию только при условии, что в них реализован новый алгоритм.

При этом старый, как правило, тоже поддерживается, но применять его не рекомендуется. Однако ФСБ не ограничилась обновлением хеш-функции и продолжила модернизацию остальных криптографических алгоритмов при посредничестве своего комитета ТК в Росстандарте. Он также предполагает три преобразования: нелинейное, реализации и линейное см. В качестве нелинейного преобразования используется матрица, построенная в поле Галуа по модулю неприводимого многочлена восьмой степени.

Уже появились работы, где данное нелинейное преобразование исследуется на прочность. В блоке преобразования удалось выявить определенную структуру, но извлечь из этого практическую пользу криптаналитики пока не могут.

Все эти режимы предполагают использование блочного шифратора для кодирования непрерывного текста. Приведенные в стандарте режимы допускают распараллеливание процесса шифрования и дешифрования, поэтому вполне возможно реализовать быстрые процедуры кодирования на современных многоядерных процессорах и графичес ких сопроцессорах.

Прежде чем применять новые стандарты шифрования, необходимо понять, как с минимальными затратами осуществить переход на них со старых стандартов, в частности при замене программного обеспечения. Это должно стимулировать эволюцию и замещение прежних гостов алгоритмов.

То есть необходимо реализовать алгоритмы стандарта ГОСТ Пока на этом не акцентируют внимания, но очевидно, что изменение документов по использованию СКЗИ будет следующим шагом в их утверждении. Чтобы новые алгоритмы получили признание, они должны быть не только более устойчивыми ко взлому, но и более схема генератора для остановки электросчетчика ник 2102-02 и хорошо распараллеливаться.

Обычно реализация, производительность и качество новых алгоритмов оцениваются всеми участниками рынка коллективно, исходя из опыта применения в различных информационных системах. Следующим логичным шагом стала бы отмена действия старого ГОСТ Однако пока регулирующие органы не торопятся идти 28147-89 жесткие меры. Однако их применение, скорее всего, будет ограничено определенными классами СКЗИ. Оскар Краснов — независимый эксперт. С ним можно связаться по адресу: oskar osp. Там, где оптика не пройдет, пролетят реализации.

Обновление ГОСТов 28147-89 шифрование. Ключевые слова : Защита информации Криптография Шифрование. Мнение эксперта. Обеспечение непрерывности бизнеса как управляемая услуга План по восстановлению после аварий на случай отказа имеющегося ЦОД - важная часть мер по обеспечению непрерывности бизнеса. White Papers Veeam Безопасность цифровой личности в государственных системах: резервирование и восстановление данных 19 апреля Veeam Снижение рисков атак программ-вымогателей с помощью платформы Veeam Hyper-Availability Platform 19 апреля Открытый текст в алгоритме шифруется в 10 раундов см.

PDF, txt, EPUB, PDF