Структура поточных шифрсистем

Поточная система шифрования состоит из двух основных блоков:

· Управляющий блок (генератор ключевой последовательности - гаммы).

· Шифрующий блок (реализует преобразование, накладывающее гамму на шифртекст).

Обычно управляющая гамма представляет собой псевдослучайную последовательность (ПСП), удовлетворяющую некоторой рекуррентной зависимости. В общем случае рекуррентная последовательность (на заданном множестве А) определяется формулой

x (i + m) = f (x (i), …, x (i + m - 1)), i ³ 0,

в которой f: A^m ® A – некоторая функция от m переменных.

Для получения рекуррентных последовательностей используются различные датчики псевдослучайных чисел, например линейные и степенные конгруэнтные генераторы.

В настоящее время большинство генераторов ПСП реализовано на основе регистров сдвига с линейными функциями обратной связи РСЛОС. Применяются также регистры сдвига с нелинейными функциями обратной связи.

Требования, предъявляемые к блокам поточной шифрсистемы, нарушение которых приводит к появлению аналитических или статистических слабостей алгоритма шифрования.

Требования к управляющему блоку:

· период управляющей гаммы должен превышать максимально возможную длину открытых сообщений, подлежащих шифрованию;

· статистические свойства управляющей гаммы должны приближаться к свойствам случайной равновероятной последовательности;

· в управляющей гамме должны отсутствовать простые аналитические зависимости между близко расположенными знаками;

· криптографический алгоритм получения знаков управляющей гаммы должен обеспечивать высокую сложность определения секретного ключа.

Требование к шифрующему блоку:

· применение алгоритма шифрования должно носить универсальный характер и не зависеть от вида шифруемой информации.

Иногда выдвигается дополнительное требование:

· способ построения шифрующего блока должен обеспечивать криптографическую стойкость шифра при перекрытиях управляющей гаммы, в частности при повторном использовании ключей.

Выполнение данных требований является необходимым, но не достаточным условием криптографической стойкости поточного шифра.