Kryptologie und Datensicherheit - Diskrete Mathematik - Universität ...

4.4 Hintereinanderausführung von Blockchiffren, Diffusionund KonfusionDie Sicherheit von Blockchiffren kann erhöht werden, indem mehrere Blockchiffrenhintereinander ausgeführt werden (Produkt von Blockchiffren, Überchiffrierung).Wichtig dabei ist, dass die Hintereinanderausführung zweierBlockchiffren nicht wieder eine Blockchiffre derselben Art ist (Gruppeneigenschaftdarf nicht erfüllt sein). Z.B. ist die Hintereinanderausführungzweier affiner oder linearer Blockchiffren wieder eine affine oder lineare Blockchiffre;hier bringt die Hintereinanderausführung nichts.Ziel solcher Hintereinanderschachtelungen ist es u.a., zwei Eigenschaften vonBlockchiffren sicherzustellen, die Claude Shannon in einer seiner grundlegendenArbeiten zur Kryptographie 1949 als wesentlich für die Sicherheit von(Block-)Chiffren formuliert hat:Diffusion:Statistische Auffälligkeiten (Häufigkeiten von Einzelzeichen etc.) eines Klartextessollen im Chiffretext “verwischt“ werden. Dies bedeutet, dass jedesZeichen eines Chiffretextblockes von mehreren Zeichen des Klartextblockesabhängen soll und umgekehrt soll jede Änderung eines Zeichens des KlartextblockesÄnderungen von mehreren Zeichen im Chiffretextblock zur Folgehaben (bei gleichem Schlüssel).Konfusion:Aus statistischen Eigenschaften des Chiffretextes soll nicht in einfacher Weiseauf den verwendeten Schlüssel zu schließen sein. Insbesondere soll jedes Zeicheneines Chiffretextblockes von mehreren Zeichen des Schlüssels abhängen.Beispiel:Lineare Chiffren: v → vA, n × n-Matrix A als Schlüssel.Lineare Chiffren haben die Eigenschaft der Diffusion.Konfusion: Chiffretextbit an Stelle i hängt von allen Einträgen der i-tenSpalte von A ab (schwache Form der Konfusion).Wir vermerken an dieser Stelle, dass in der Literatur die Begriffe “Diffusion“und “Konfusion“ nicht immer einheitlich verwendet werden.Eine der wichtigsten Typen von Blockchiffren, die durch Hintereinanderschachtelungenmehrerer einfacherer Blockchiffren entstehen, behandeln wirim folgenden Abschnitt.49