Klasyczne metody szyfrowania

Zdecydowanie nie jest bezwarunkowo bezpieczny system autoklucz, gdzie
sama szyfrowana wiadomo±¢ jest kluczem (drugi warunek nie jest speªniony).
System autoklucza polega na zastosowaniu pewnego systemu, gdzie litery
alfabetu mo»na uto»sami¢ z kluczem. W ten sposób pami¦tamy jeden klucz
(starter), wedªug którego szyfrujemy pierwsz¡ liter¦ tekstu. Druga litera jest
szyfrowana wg klucza, którym jest pierwsza litera itd. Dla szyfru Cezara,
gdzie starterem jest k, mamy
E(m 0 m 1 m 2 . . . m p ) = (m 0 + k)(m 1 + m 0 )(m 2 + m 1 ) . . . (m p + m p−1 ).
2.13 Ša«cuch szyfrów i DES
Do±¢ istotn¡ wad¡ schematu opisanego w poprzednim paragrae, jest fakt, »e
ten sam tekst szyfruje si¦ tak samo, je±li u»yty jest ten sam klucz. Chodzi o
to, »e potencjalny intruz wcale nie musi zna¢ tekstu jawnego, by wymusi¢ na
odbiorcy szyfru okre±lone dziaªanie wystarczy, »e prze±le mu przechwycony
wcze±niej (zaszyfrowany) tekst. Poniewa» intruz wie jaka reakcja byªa wcze-
±niej, podejrzewa, »e taka sama b¦dzie i tym razem. Jednym ze sposobów
omini¦cia tej niedogodno±ci jest zastosowanie Ša«cuch szyfrów 1 . Pomysª jest
nast¦puj¡cy:
Dzielimy tekst jawny (zakodowany w strumie« bitów) na bloki M i po n
bitów. Potrzebny jest inicjuj¡cy wektor zero-jedynkowy C 0 o n bitach oraz
klucz K tej samej dªugo±ci. Pierwszy blok tekstu jawnego szyfrujemy jako
C 1 = M 1 ⊕ C 0 ⊕ K, drugi jako C 2 = M 2 ⊕ C 1 ⊕ K, i tak dalej. Ogólnie,
C j = M j ⊕ C j−1 ⊕ K. W celu rozszyfrowania, dzielimy tekst zaszyfrowany
na n-bitowe kawaªki C i i otrzymujemy kolejno M 1 = C 1 ⊕ C 0 ⊕ K, nast¦pnie,
M 2 = C 2 ⊕ C 1 ⊕ K itd. Je±li który± z C i jest bª¦dny, to otrzymujemy bª¡d
w co najwy»ej dwóch kawaªkach tekstu jawnego, mianowicie M i oraz M i+1 .
Wektor C 0 musi by¢ przesªany innym kanaªem ni» wiadomo±¢ jawna i klucz.
Przy odpowiednio du»ym n istnieje bardzo maªa szansa, »e wiadomo±¢, klucz
i wektor inicjuj¡cy powtórz¡ si¦.
Ša«cuch szyfrów jest wykorzystany w systemie DES 1 , który byª u»ywany
od 1977 roku do ko«ca lat osiemdzisi¡tych. W 1974 roku, National Bureau of
Standards zobowiazaªo rmy ameryka«skie do napisania programu szyfruj¡-
cego, który b¦dzie standardem w kodowaniu wiadomo±ci rz¡dowych. Miaª on
1 ang. cipherblock chaining
1 Data Encryption Standard
28