Шифры гаммирования

Напомним,что в шифре гаммирования шифрование проводится следующим способом. Пусть алфавит открытого текста состоит из n символов. Ключом системы является последовательность из некоторого числа L символов. Под открытый текст подписывается ключ

i₀ i₁ i₂ i₃ i₅ i_6...

g₀ g₁ g₂ …g_L-1 g₀ g_1...

Если длина ключа меньше длины открытого текста, то ключ периодически повторяется. Каждому знаку открытого текста и ключа ставится в соответствие некоторый вычет по модулю n, например, А=1, Б=2,.... Способ сопоставления не является секретным. Шифрованный текст получается по правилу

y(t)=i_t+g_t (mod n)

Суммирование по модулю часто называют гаммированием, а саму ключевую последовательность – гаммой. Шифры, в которых узел наложения шифра представляет собой узел суммирования называются шифраторами гаммирования. Это очень распространенный класс поточных шифров

Гаммирование чаще всего осуществляется:

- по модулю 2, если открытый текст представляется в виде бинарной последовательности;

- по модулю 256, если открытый текст представляется в виде последовательности байтов;

- с помощью покоординатного суммирования двоичных векторов (операция ^ в обозначениях языка программирования С или xor в обозначениях ассемблера);

- по модулю 10, если открытый текст представлен в виде последовательности цифр, что иногда делается в ручных системах шифрования.

Блочные шифры как узлы усложнения поточных шифров. В типичном шифре гаммирования вместо случайной гаммы наложения используется псевдослучайная последовательность, зависящая от ключа. В этом случае шифр часто называют программным шифром гаммирования. Псевдослучайная последовательность отличается от случайной тем, что она разворачивается по некоторому регулярному закону, зависящему от ключа: сначала вырабатывается исходная последовательность, потом она преобразуется узлом усложнения. На выходе узла усложнения получается гамма, которая накладывается на открытый текст.

Способов конкретной реализации данной схемы существует очень много.
В качестве блока усложнения могут использоваться и блочные шифры. Так шифраторы DES и ГОСТ могут использоваться и в режиме гаммирования. Для подобной схемы исходный блок реализует некоторую рекуррентную последовательность. Это может быть обычный двоичный счетчик (в каждый такт к начальному разряду прибавляется единица). Снимаемый в данный такт вектор поступает на DES, далее заменяется по преобразованию DES, а результат используется в качестве гаммы наложения. Часто узел усложнения разбивается на ряд более простых последовательных блоков (это в чём-то напоминает схему итераций в блочном шифре). Сам блочный шифр можно представить в виде последовательности блоков усложнения, в котором каждая итерация реализуется с помощью своего оборудования. Такая реализация увеличивает оборудование, но при этом увеличивает и скорость работы схемы.