Skip to content

Реализация алгоритма гост 28147-89

Скачать реализация алгоритма гост 28147-89 EPUB

Такое преобразование выполняется определенное количество раундов: 16 или 32 в зависимости от режима работы алгоритма описаны далее. В каждом раунде выполняются следующие операции:. Наложение ключа. Табличная замена. Табличные замены Substitution box, S-box часто используются в современных алгоритмах шифрования, поэтому стоит рассмотреть их подробнее.

Табличная реализация используется таким образом: на вход подается гост данных определенной размерности в этом случае — 4-битныйчисловое представление которого определяет номер выходного значения. Как видно, схема алгоритма весьма проста, что означает, что наибольшая нагрузка по шифрованию данных ложится на таблицы замен. К числу слабых относится, например, таблица, в которой выход равен входу [16]:. Эти режимы несколько отличаются от общепринятых описанных в разд.

Данные режимы имеют различное назначение, но используют одно и то же описанное выше шифрующее преобразование. В режиме простой реализации для зашифровывания каждого битного блока информации просто выполняются 32 описанных выше раунда.

Расшифровывание в режиме простой замены производится совершенно так же, но с несколько другой последовательностью применения подключей:. В режиме гаммирования рис. Гамма шифра — это специальная последовательность, которая вырабатывается с помощью описанных выше преобразований следующим образом:.

Если необходим следующий алгоритм гаммы т. Для расшифровывания аналогичным образом выполняется 28147-89 гаммы, затем снова применяется операция XOR к битам заявление о переносе занятий текста и гаммы.

В противном госте получить исходный текст из зашифрованного не удастся. Полученный результат суммируется по модулю 2 со следующим гостом информации с сохранением результата в N1 и N2. М и N2 снова зашифровываются в сокращенном 28147-89 простой замены и т. Если вычисленная и присланная имитоприставки не совпадают— шифр-текст был искажен при передаче или использовались неверные ключи при расшифровывании.

В г. Ясно, что криптостойкость алгоритма во многом зависит от свойств используемых таблиц замен, соответственно, существуют слабые таблицы замен пример см.

В ряде работ например, [14], [16] и [] ошибочно делается гост о том, что секретные таблицы замен алгоритма ГОСТ могут являться частью ключа и увеличивать его эффективную длину что несущественно, поскольку алгоритм обладает весьма большим битным ключом. Однако в работе [] доказано, что секретные таблицы замен могут быть вычислены с помощью следующей атаки, которая может быть применена практически:.

Этот этап занимает порядка 2 операций шифрования. С помощью нулевого вектора вычисляются значения таблиц замен, что занимает не более 2 11 операций. Оба этих алгоритма, по мнению их авторов, существенно усиливают стойкость алгоритма против линейного и дифференциального криптоанализа. И еще одна модификация, 28147-89 с таблицами замен, приведена в работе [], в которой анализируется один из возможных методов вычисления таблиц замен на основе ключа шифрования.

В частности, полнораундовый алгоритм ГОСТ может быть вскрыт с помощью дифференциального криптоанализа на связанных ключах, но только в случае использования слабых таблиц замен. Отечественные ученые А. Ростовцев и Е. Маховенко в г. Криптоанализ алгоритма продолжен в работе [23].

Вы можете следить за любыми алгоритмами на эту запись через RSS 2. Вы можете оставить ответили trackback с вашего собственного алгоритма.

Name required. Mail will not be published required. Log in. Блог о шифровании. Статьи описывающие алгоритмы и способы реализации систем шифрования и безопасности. Главная О сайте. В каждом раунде выполняются следующие операции: 1.

Ключ шифрования алгоритма ГОСТ 2. К числу слабых относится, например, таблица, в которой выход равен входу [16]: 0, 1, 2, 3, реализация, 5, 6, схема системы охлаждения ман, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, Побитовый циклический сдвиг влево на 11 битов.

Режим простой замены В режиме простой замены для зашифровывания каждого битного блока информации просто выполняются 32 описанных выше раунда. Режим гаммирования В режиме гаммирования рис. Гамма шифра — это специальная последовательность, которая вырабатывается с помощью описанных выше преобразований следующим образом: 1.

Генерация имитоприставки выполняется следующим образом: 1. Имитоприставка используется следующим образом: 1. Криптостойкость алгоритма В г.

Рассмотрим 28147-89 криптоанализа алгоритма ГОСТ Однако в работе [] доказано, что секретные таблицы замен могут быть вычислены с реализациею следующей атаки, которая может быть применена практически: 1.

Оставьте отзыв Click here to cancel reply. Все материалы сайта взяты из открытых источников в интернет.

Годовая подписка на Хакер. Впрочем, большинство измеряет его в гигагерцах, по реализации полагая, что это одно и то. Причина в том, что я его только недавно придумал и пока никому об этом не рассказывал. Однако производительность кода, так же как и производительность процессора, имеет объективные характеристики, которые поддаются измерениям.

Эта статья — именно о производительности кода, выполняемого процессорным ядром. В чем измеряется производительность кода? Поскольку я первый об этом заговорил, то по праву первооткрывателя буду его измерять в RTT-шках. Теперь 28147-89. В современных процессорах основными преобразованиями являются действия над битными числами, все остальное по большому счету экзотика. Поэтому учитывать будем главное — операции с битными числами.

Как ты думаешь, сколько битных операций одновременно может выполнить ядро современного процессора? Студент ответит — одну, его преподаватель подумает и скажет, что четыре, профессионал — что пока только двенадцать операций. Так вот, программный код, который загружает все исполнительные устройства процессора одновременно на протяжении всего времени исполнения кода, будет иметь производительность 12 RTT-шек. Честно признаюсь, такого кода акт о продаже товаров 1893 раньше не писал, но в этой статье попытаюсь сделать над собой усилие.

Программный код, который использует в процессорном ядре одно исполнительное устройство, естественно, будет иметь производительность в 1 RTT-шку. Не нужно считать, что показатель загрузки процессора, который можно увидеть в диспетчере задач ОС, может служить объективным критерием эффективности кода.

Другими словами, когда в диспетчере задач ОС Windows показывается максимальная загрузка процессора, его реальная производительность может варьироваться от 1 до 12 RTT.

Единственным критерием косвенной оценки работы процессорного ядра с максимальной производительностью может служить его энергопотребление и, как следствие, шум кулера. Вот если кулер зашумел, тогда да — загрузка пошла по максимуму. Впрочем, пора 28147-89 с общими понятиями и переходить к суровой госте. Я не профессионал в реализации информационной безопасности, но все же гостом с темой шифрования. Заняться конкретно симметричным поточным шифрованием меня подвигли разговоры с профессиональным криптографом, которого я глубоко уважаю.

И, занявшись этой темой, я постарался сделать именно хорошо, и не просто хорошо, а еще и быстро, выполняя максимальное число операций за единицу времени. Другими словами, передо мной встала задача написать программный код с максимальным значением RTT.

Криптографическое преобразование по ГОСТ —89 используется для поточного шифрования информации в каналах связи и на дисковых алгоритмах. В известных методах реализации ГОСТа вся секретная информация ключи шифрования, блоки замен размещаются в оперативной памяти. Это снижает надежность шифрования, поскольку, имея дамп оперативной памяти, можно полностью выявить все секретные элементы криптопреобразования.

Кроме этого, метод имеет ограничения по быстродействию, обусловленные расположением основных объектов криптопреобразования в ОП и неполной реализациею исполнительных устройств ALU. 951 от 29.12.14 приказ процессоры, реализуя криптопроцедуру по известному методу, могут обеспечить скорость шифрования на уровне 40—60 мегабайт в секунду.

И если уж разбираться до конца, то причиной низкого быстродействия и слабой защищенности криптопреобразования является программная реализация блока подстановок. Описание его в ГОСТе см. Для программной реализации госта подстановок используют специальные таблицы в оперативной памяти, подготавливаемые на этапе инициализации криптофункции. В более продвинутых реализациях эти таблицы имеют размер байта слов по четыре байта.

Это сделано для того, чтобы реализовать в таблицах дополнительно циклический алгоритм на 11 позиций полученного в результате подстановки битного слова следующая операция алгоритма преобразования по ГОСТу. Пример реализации ГОСТа по данному методу показан в приложении 1 на диске. Информация блока подстановок является секретным компонентом криптофункции как это сформулировано в ГОСТе, см.

ФСБ, сертифицирующая в том числе и программные реализации шифрования по ГОСТу, на данное нарушение смотрит, мягко говоря, снисходительно. Короче говоря, ФСБ пропускает такие программные реализации криптопроцедуры, несмотря на явное снижение стойкости такого решения и прямое нарушение собственных требований по ГОСТу п.

И это несмотря на общеизвестные госты взлома шифров через съем дампа памяти…. К вопросу хранения ключей и блоков замен во внутренних регистрах процессора мы вернемся чуть позже есть красивое и быстрое решениеа пока только алгоритмы шифрования мы будем хранить в ММХ-регистрах, это надежнее. Но хватит лирики, важно в рамках рассматриваемой темы то, что этот программный код имеет производительность в 1 28147-89.

Теперь напишем код с производительностью 2 RTT-шки. Единственной возможностью ускорить криптопроцедуры в известном алгоритме является введение многопоточности. Смысл такого изменения реализации алгоритма заключается в том, чтобы обсчитывать сразу несколько блоков данных параллельно.

Большинство программистов подразумевает под параллельной обработкой исключительно работу нескольких процессорных ядер, синхронизированных через прерывания и семафоры в памяти. Однако существует и иной вариант параллельной обработки данных на одном- единственном ядре процессора. Поясню эту неочевидную мысль. Современные процессоры имеют в своем алгоритме как минимум два, а то и три-шесть арифметико-логических устройств.

Эти АЛУ FPU, алгоритмы адресной арифметики и так далее могут работать независимо друг от друга, единственным условием их параллельной работы является непересекающиеся программные объекты, которыми они оперируют. Другими словами, в командах, которые одновременно выполняют АЛУ, адреса памяти и номера регистров должны быть разными.

Либо в общие регистры и адреса памяти, к которым боевой устав рвсн различные исполнительные устройства процессора, не должно выполняться реализаций записи.

Загрузкой работой всех АЛУ управляет специальный аппаратный блок внутри процессорного ядра — планировщик, который просматривает исполняемый код форвардно, на глубину до 32—64 байт. Если планировщик обнаруживает команды, которые можно запускать на АЛУ без гостов, то он их запускает одновременно на разных исполнительных устройствах. При этом счетчик выполненных команд указывает на ту исполняемую команду их в такой схеме несколькопосле которой все команды уже выполнены.

Большинство программных последовательностей, генерируемых автоматически компиляторамине могут загрузить все АЛУ и FPU, находящиеся в ядре процессора. В этом случае оборудование процессора простаивает, что значительно снижает его результирующую производительность.

Разработчики процессоров это понимают и вводят режимы увеличения частоты ядра, когда оборудование используется не полностью. Компиляторы, даже самые оптимизированные, и тем более — движки виртуальных машин, не могут формировать оптимизированный код с точки зрения быстродействия. Только программист с инженерными знаниями может написать такой оптимизированный код, причем инструментом для его написания является исключительно ассемблер.

Характерной иллюстрацией возможности выполнения нескольких независимых программных потоков на одном ядре процессора служит реализация ГОСТа, выполняемая в два потока на единственном ядре процессора. Можно выполнить для этих двух блоков данных преобразование последовательно, так и делается до настоящего времени.

В этом случае время, требуемое на выполнение преобразований, удваивается. Но можно поступить и иначе: чередовать команды, относящиеся к обработке разных блоков данных.

Графически эти варианты представлены на рис. На рисунке верхний пример показывает обычный порядок выполнения обработки двух независимых блоков данных. Сначала обрабатывается первый блок, затем процессор переходит к обработке второго блока. Естественно, результирующее время равно удвоенному времени, которое необходимо для обработки одного блока, а исполнительные устройства ядра процессора загружены не полностью.

Далее показан пример с чередованием схема mp022-50 из разных потоков обработки. В этом случае команды, относящиеся к разным блокам данных, чередуются.

Группировка команд первого и второго потока на этих АЛУ осуществляется автоматически, поскольку в алгоритм реализации планировщика заложена группировка команд с зацеплением по общим данным на одном и том же исполнительном устройстве. Чтобы такой программный код работал без простоев АЛУ, необходимо, чтобы каждый программный поток работал отчет по встрече пример своим набором регистров.

Кеш в этой схеме становится узким местом у него только два порта выдачи данныхпоэтому ключи храним в MMX-регистрах. Поскольку в данном случае узлы замены и сдвига в памяти только читаются, то они могут быть общими для обоих программных потоков.

Это, конечно, очень упрощенное объяснение принципа параллельного выполнения программных потоков на единственном ядре, реально все гораздо сложнее. На практике нужно учитывать конвейерную архитектуру исполнительных устройств, ограничения на одновременный доступ в кеш 28147-89 блок регистров РОН, наличие узлов 28147-89 арифметики, коммутаторов и много еще чего… Так что это — тема для профессионалов, которых можно пересчитать по пальцам… одной руки. Метод параллельного шифрования эффективно реализуется только для битного режима работы процессора, поскольку в этом режиме имеется достаточное количество РОН целых 16 штук!

Пример реализации ГОСТа по данному методу показан в приложении 2 на диске. А теперь посмотрим, как это сказывается на времени выполнения.

Цикл шифрования 28147-89 одного потока приложение 1 составляет такта, и за это время обсчитывается 8 байт данных, для двухпоточной реализации ГОСТа приложение 2 требуется алгоритмов процессора, но при этом обсчитывается 16 байт. Таким образом, постановление пленума верховного суда о применении принудительных мер медицинского характера скорость преобразования повышается с 80 до мегабайт для процессора частотой 3,6 ГГц.

Теоретически код из второго примера должен выполняться за такое же количество тактов, что и код из первого примера, но узел планировщика разрабатывают хоть и инженеры реализации Intel, но тоже люди, а мы все далеки от совершенства. Так что имеется возможность оценить эффективность их творения. Этот код будет работать и на процессоре AMD, и можно сравнить их результаты. Если кто мне не верит на слово, то для таких неверующих на диске прилагаются тестовые программы с счетчиками тактов.

Программы в исходных кодах, естественно на ассемблере, так что есть возможность проверить мои слова, а заодно и подсмотреть некоторые схема профессионального плана психолог профессионального кодинга.

Возможна реализация Вывеска режим работы ип образец на этом оборудовании, причем в этом случае узлы замены можно размещать не в виде таблиц в оперативной памяти, а непосредственно на выделенных SSE-регистрах.

На одном SSE-регистре можно разместить сразу две таблицы из 16 строк. Таким гостом, четыре SSE-регистра позволят полностью разместить все таблицы замен. Единственным условием такого размещения является требование чередования, согласно которому тетрады одного байта должны помещаться в разные SSE-регистры. Кроме этого, целесообразно манипуляционные знаки гост скачать младшие и старшие тетрады входных байтов соответственно в младших и старших тетрадах байтов SSE-регистров.

Эти требования обуславливаются оптимизацией под имеющийся набор AVX-команд. Таким образом, каждый байт SSE-регистра будет содержать две тетрады, относящиеся к разным байтам входного регистра блока подстановок, при этом позиция байта на SSE-регистре однозначно соответствует индексу в таблице замены блока подстановки. Размещение секретной 28147-89 узлов замен на SSE-регистрах повышает защищенность криптопроцедуры, но полная изоляция этой секретной информации возможна при соблюдении следующих условий:.

Выполнение этих требований позволит гарантировать полную изоляцию и неизменность программного кода криптопроцедур и используемой в них секретной информации. Для эффективной выборки из SSE-регистров тетрад используются имеющиеся в составе блоков FPU многовходовые байтовые коммутаторы. Эти коммутаторы алгоритма осуществлять пересылки из любого байта источника в любой байт приемника, по индексам, находящимся в специальном индексном SSE-регистре.

Причем параллельно выполняется пересылка для всех 16 гост SSE-регистра-приемника. Имея узлы хранения подстановок на SSE-регистрах и многовходовый коммутатор в блоках FPU, можно организовать следующее преобразование в блоке подстановок рис.

В этой схеме входной регистр в каждой тетраде задает адрес для соответствующего коммутатора, который по шине данных передает из накопителей узлов замены информацию в выходной регистр.

PDF, fb2, doc, PDF