MacGuffin (cifre)

I kryptografi er MacGuffin  en symmetrisk blokchiffer baseret på Feistel-netværket .

Algoritmen blev opfundet af Bruce Schneier og Matt Blaze i 1994 som en del af Fast Software Encryption . Og samme år viste Vincent Rayman og Bart Presnel sin sårbarhed over for differentiel kryptoanalyse , også fundet i den lignende DES -chiffer . Det var hensigten at studere en sådan struktur af cifre som et ubalanceret Feistel-netværk [1] .

Introduktion

Traditionelt deler cifre, der bruger Feistel-netværket, inputblokken i lige store dele - venstre (målblok) og højre (kontrolblok). Blokke byttes med hver runde . MacGuffin er baseret på en struktur, hvor målblokken er kortere end kontrolblokken. Chifferen opererer med inputblokke på 64 bit, hvor måldelen er 16 bit lang og kontroldelen er 48. Der bruges en 128 bit nøgle. Dog kan antallet af runder og nøglestørrelsen variere [2] .

Arkitektur

Meget af designet er lånt fra DES. Den ukrypterede inputtekst er opdelt i 4 16-bit ord. S-bokse er lånt hos DES. Der er 8 af dem, som hver returnerer et resultat på 4 bit, idet de tager 6 bit som input. Men kun 2 bit tages i betragtning (det samlede resultat skal være 16 bit). Outputtet fra en S-boks ændres ikke til positionen af ​​de bits, der bruges til at indtaste den samme blok i de næste 4 runder. Chifferen er beregnet til at blive implementeret i hardware eller software. Permutationerne er valgt for at minimere antallet af skift- og maskeoperationer. [3]

Beskrivelse af algoritmen

Nøgleelementet i chifferens struktur er det ubalancerede Feistel-netværk. Indgangsblokkene er opdelt i fire registre, hver to bytes. I den nye runde kombineres de sidste tre højre blokke til en kontrolblok og tilføjes modulo 2 med den runde nøgle oprettet fra den primære ved hjælp af nøgleskemaalgoritmen . De resulterende 48 bits opdeles i 8 dele og bliver inputparametrene for seks S-bokse. Til gengæld konverterer hver S-boks 6 inputbits til 2 outputbits. 16-bit resultatet af S-boksene er modulo 2 tilføjet til inputblok længst til venstre, og resultatet bliver registeret længst til højre for næste rundes inputblok. De tre registre længst til højre i den aktuelle runde flyttes uændret en position til venstre. Dette danner inputblokken for næste runde. [fire]

S-bokse og permutationer

Ikke-lineariteten af ​​krypteringsprocessen og runde nøgler tilvejebringes hovedsageligt af otte S-bokse, S 1 ... S 8 . Bits vælges til input fra de givne 16-bit registre a, b og c. Udvælgelsesrækkefølgen bestemmes af tabel 1 (bit med position 0 er den mindst signifikante) [5] :

Nøgleplan

Hver runde af chifferen bruger en hemmelig nøgleparameter, som modulo 2 påvirker S-box-indgangene. Derfor anmodes der om 48 bits for hver runde. For at konvertere en 128-bit nøgle til en 48-bit sekvens, bruger MacGuffin en itereret version af sin blokkrypteringsfunktion [5] .

Krypteringsanalyse

Ligesom DES egner MacGuffin sig til differentiel kryptoanalyse, hvis essens er analysen af ​​sandsynligheden for at opnå en vis forskel i værdierne af Feistel-funktionen for en given forskel i argumenter. En optimal 4-rund funktion har en sandsynlighed på , mens en 2-rund DES har en sandsynlighed på . Således er 32 MacGuffin-runder mindre stabile end 16 DES [6] .

Noter

1. ↑ Ubalancerede Feistel-netværk og blokchifferdesign, 1996 , s. 123.
2. ↑ MacGuffin blokchifferalgoritmen, 1994 , s. 97.
3. ↑ MacGuffin blokchifferalgoritmen, 1994 , s. 98.
4. ↑ MacGuffin blokchifferalgoritmen, 1994 , s. 99.
5. ↑ 1 2 MacGuffin blokchifferalgoritmen, 1994 , s. 100.
6. ↑ Cryptanalysis of McGuffin, 1995 , s. 354.

Litteratur

• Matt Blaze, Bruce Schneier. MacGuffin blok chifferalgoritmen  // Springer-Verlag  . - Springer, Berlin, Heidelberg, 1994. - ISBN 978-3-540-47809-6 . — ISSN 0302-9743 . - doi : 10.1007/3-540-60590-8_8 .

• Vincent Rijmen, Bart Preneel. Krypteringsanalyse af McGuffin  (engelsk)  // Springer-Verlag . - Springer, Berlin, Heidelberg, 1995. - ISBN 978-3-540-47809-6 . — ISSN 0302-9743 . - doi : 10.1007/3-540-60590-8_27 .

• Bruce Schneier, John Kelsey. Ubalancerede Feistel-netværk og blokchifferdesign  // Springer -Verlag  . - Springer, Berlin, Heidelberg, 1996. - ISBN 978-3-540-49652-6 . — ISSN 0302-9743 . - doi : 10.1007/3-540-60865-6_49 .