Kryptologie und Datensicherheit - Diskrete Mathematik - Universität ...

6 StromchiffrenIn Abschnitt 2.B hatten wir polyalphabetische Substitutionen, insbesondereLauftextverschlüsselungen (z.B. One-Time-Pad) als Beispiele von Stromchiffrenkennengelernt.Wir wollen jetzt Stromchiffren etwas genauer betrachten. Sie spielten (undspielen) in militärischen Anwendungen eine große Rolle, werden aber auchfür zivile Zwecke häufig verwendet.Man unterscheidet zwei Typen: synchrone und selbstsynchronisierende Stromchiffren.6.1 Synchrone StromchiffrenSie sind dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselstrom unabhängig vonKlar- und Chiffretext erzeugt wird.Beschreibung:Ausgangsschlüssel kFunktion zur Erzeugung des Schlüsselstroms g(i, k) = k i (i = 0, 1, 2, . . .)Verschlüsselungsfunktion E: E(m i , k i ) = c i(verschlüsselt Klartextbit resp. Klartextblock m i mit k i zu Chiffretextbitresp. Chiffretextblock c i )Notwendig:Sender und Empfänger müssen synchronisiert sein. Geht die Sychronisationverloren (z.B. weil Chiffretextbits während der Übermittlung verloren gehen),so schlägt die Entschlüsselung fehl (allerdings tritt sehr viel häufiger dieÄnderung eines Bits als ein Verlust auf!).Fehlerfortpflanzung:Die Änderung eines Chiffretextbits bei der Übertragung hat keine Auswirkungenauf die korrekte Entschlüsselung der folgenden Bits.Falls Bits durch binäre Addition (XOR) mit Schlüsselbits k i verschlüsseltwerden (d.h. E(m i , k i ) = m i ⊕ k i ), so spricht man von binären additivenStromchiffren (Bsp. One-Time-Pad).(Synchrone Stromchiffren entsprechen z.B. OFB Mode bei Blockchiffren.)93