Потоковые шифры t 1, t 2, …, tk EA DA t 1, t 2, …, tk S 0 Один конечный автомат является обратным другому, если он преобразует любую выходную последовательность этого автомата в его входную последовательность DA называется обращением EA
t 1, t 2, …, tk f(ti , гi) EA г 1, г 2, …, гk EA s 0 DA
Классификация поточных шифров Синхронные поточные шифры — шифры, в которых поток ключей (гамма) генерируется независимо от открытого текста и шифротекста. Потеря знака шифротекста приведёт к нарушению синхронизации между этими двумя генераторами и невозможности расшифрования оставшейся части сообщения. Обычно синхронизация производится вставкой в передаваемое сообщение специальных маркеров. В результате этого пропущенный при передаче знак приводит к неверному расшифрованию лишь до тех пор, пока не будет принят один из маркеров.
Самосинхронизирующиеся поточные шифры – шифры, в которых поток ключей (гамма) создаётся функцией ключа и фиксированного числа знаков шифротекста. Внутреннее состояние генератора потока ключей является функцией предыдущих N битов шифротекста. Поэтому расшифрующий генератор потока ключей, приняв N битов, автоматически синхронизируется с шифрующим генератором. Реализация этого режима происходит следующим образом: каждое сообщение начинается случайным заголовком длиной N битов; заголовок шифруется, передаётся и расшифровывается; расшифровка является неправильной, зато после этих N бит оба генератора будут синхронизированы.
Потоковые шифры на базе LFSR Комбинационный генератор LFSR 1 ТГ Комбинирующая функция Функция (желательно нелинейная) некоторых битов регистров LFSR 2 Бит выхода LFSR 3 ТГ – тактовый генератор Ключ – начальное состояние регистров LFSR
Поточный шифр А 5 Stop/go С 1(10) LFSR 1 С 2(11) LFSR 2 С 3(12) LFSR 3 X 1 X 2 Y X 3 Ф 1(X)=x 19 + x 5 + x 2 + x +1 Схема синхронизации ТИ Ф 2(X)=x 22 + x +1 Ф 3(X)=x 23 + x 15 + x 2 + x +1 Сдвигаются те регистры для которых Сi=Cj Если С 1=C 2=С 3 сдвигаются все три регистра
8 ТИ +1 S-блок Q 1 S 0 Q 2 8 8 mod 256 8 ST SQ 1 SQ 2 mod 256 8 RC 4 S 255 T
ТИ +1 Qi S-блок Ключ S 0 Qj 8 k 0 8 SI k. I Sj S 255 Количество состояний 21700(256!*2562) k 255