Skip to content

Гост 28147-89 реализация на c

Скачать гост 28147-89 реализация на c PDF

Помимо нескольких тесно связанных между собой процедур шифрования, в документе описан один построенный на общих принципах с ними алгоритм выработки имитовставки. Последняя является не чем иным, как криптографической контрольной комбинацией, то есть кодом, вырабатываемым из исходных данных с использованием секретного ключа с целью имитозащитыили защиты данных от внесения в них несанкционированных изменений. На различных шагах алгоритмов ГОСТа данные, которыми они оперируют, интерпретируются и используются различным образом.

В некоторых случаях госты данных обрабатываются как массивы независимых битов, в других случаях — как целое число без знака, в третьих — как имеющий реализацию сложный элемент, состоящий из нескольких более простых элементов. Поэтому во избежание путаницы следует договориться об используемых обозначениях.

Элементы данных в форма ву-23 бланк статье обозначаются заглавными латинскими буквами с наклонным начертанием например, 28147-89. Через X обозначается размер элемента данных X в битах.

Таким образом, если интерпретировать 28147-89 данных X как целое неотрицательное число, можно записать следующее неравенство:. При задании сложных элементов реализаций и операции конкатенации составляющие элементы данных перечисляются в порядке возрастания старшинства. Иными словами, если интерпретировать составной элемент и все входящие в него элементы данных как целые числа без знака, то можно записать следующее равенство:.

В алгоритме элемент данных может интерпретироваться как массив отдельных битов, в этом случае биты обозначаем той же самой буквой, что и массив, но в строчном реализации, как показано на следующем примере:. Таким образом, если вы обратили внимание, для ГОСТа принята т. Об этом прямо говорится в пункте 1. Далее, пункты стандарта 1. Точно такой же порядок нумерации принят в микропроцессорной архитектуре Intel x86, именно поэтому при программной реализации шифра на данной архитектуре никаких дополнительных перестановок разрядов внутри слов данных не требуется.

Если над элементами данных выполняется некоторая операция, имеющая логический смысл, то предполагается, что данная операция 28147-89 над соответствующими битами элементов. Если внимательно изучить оригинал ГОСТ —89, можно заметить, что в нем содержится описание алгоритмов нескольких уровней.

На самом верхнем находятся практические алгоритмы, предназначенные для шифрования массивов данных и выработки для них имитовставки. Все они опираются на три алгоритма низшего уровня, называемые в тексте ГОСТа циклами. Эти фундаментальные алгоритмы упоминаются в данной статье как базовые циклычтобы отличать их от всех прочих циклов. Они имеют следующие названия и обозначения, последние приведены в скобках и смысл их будет объяснен позже:.

В свою очередь, каждый из базовых циклов представляет собой многократное повторение одной единственной процедуры, называемой для определенности далее в настоящей работе основным шагом криптопреобразования. Прежде чем перейти к изучению этих гостов, следует поговорить о ключевой информации, используемой алгоритмами ГОСТа.

В соответствии с принципом Кирхгофа, которому удовлетворяют все современные известные широкой общественности шифры, именно ее секретность обеспечивает секретность зашифрованного сообщения. В ГОСТе ключевая информация состоит из двух структур данных. Помимо собственно ключанеобходимого для всех шифров, она содержит еще и таблицу замен. Ниже приведены основные характеристики ключевых структур ГОСТа.

Основной шаг криптопреобразования по своей сути является оператором, определяющим преобразование битового блока данных. Дополнительным параметром этого оператора является битовый блок, в качестве которого используется какой-либо элемент ключа. Схема алгоритма основного шага приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Схема основного госта криптопреобразования алгоритма ГОСТ Сложение с ключом. Младшая половина карта реанимационного больного бланк блока складывается по модулю 2 32 с используемым на шаге элементом ключа, результат передается на следующий шаг.

Поблочная замена. Далее значение каждого из восьми блоков заменяется новым, которое выбирается по таблице замен следующим образом: значение блока S i меняется на S i -тый по порядку элемент нумерация с нуля i -того узла замены то есть i -той строки таблицы замен, нумерация также с нуля.

Другими словами, в качестве замены для значения блока выбирается элемент из таблицы замен с номером строки, равным номеру заменяемого блока, и номером столбца, равным значению заменяемого блока как 4-битового целого неотрицательного числа. Отсюда становится понятным размер таблицы замен: число строк в ней равно числу 4-битовых элементов в битовом блоке данных, то есть восьми, а число столбцов равно числу различных значений 4-битового блока данных, равному как известно 2 4шестнадцати.

Циклический сдвиг на 11 бит влево. Результат предыдущего шага сдвигается циклически на 11 бит в сторону гостов разрядов и передается на следующий шаг. На схеме алгоритма символом обозначена функция циклического сдвига своего аргумента на 11 бит влево, то есть в сторону старших разрядов.

Побитовое сложение: значение, полученное на шаге 3, побитно складывается по модулю 2 со старшей половиной преобразуемого блока.

Сдвиг по цепочке: младшая часть преобразуемого блока сдвигается на место старшей, а на ее место помещается результат выполнения предыдущего шага. Полученное значение преобразуемого блока возвращается как результат выполнения алгоритма основного шага криптопреобразования.

Как отмечено в начале настоящей статьи, ГОСТ относится к классу блочных шифров, то есть единицей обработки информации в нем является блок данных.

Именно эти алгоритмы и называются базовыми гостами ГОСТа, что подчеркивает их фундаментальное значение для построения этого шифра. Базовые циклы построены из основных шагов криптографического преобразования, рассмотренного в предыдущем разделе. В процессе выполнения основного шага используется только один битовый элемент ключа, в то время как ключ ГОСТа содержит восемь таких элементов.

Следовательно, чтобы ключ был использован полностью, каждый из базовых циклов должен многократно выполнять основной шаг с различными его элементами.

Вместе с тем кажется вполне естественным, что в каждом базовом цикле все элементы ключа должны быть использованы одинаковое число раз, по соображениям стойкости шифра это число должно быть больше одного. Все сделанные выше предположения, опирающиеся просто на здравый смысл, оказались верными. Базовые циклы заключаются в многократном выполнении основного шага с использованием разных элементов ключа и отличаются друг от друга только числом повторения шага и порядком использования ключевых элементов.

Ниже приведен этот порядок для различных циклов. Рисунок 2а. Схема цикла зашифрования З. Рисунок 2б. Схема цикла расшифрования Р. Рисунок 2в. Схема цикла выработки имитовставки З. Этот порядок нуждается в дополнительном пояснении:. Для выполнения этого условия для алгоритмов, подобных ГОСТу, необходимо и достаточно, чтобы порядок использования ключевых элементов соответствующими циклами был взаимно обратным.

В справедливости записанного условия для рассматриваемого случая легко убедиться, сравнив приведенные выше последовательности для циклов З и Р. Из сказанного вытекает одно интересное следствие: свойство цикла быть обратным другому циклу является взаимным, то есть цикл З является обратным по отношению к циклу Р.

Другими словами, зашифрование блока реализаций теоретически может быть выполнено с помощью цикла расшифрования, в этом случае расшифрование блока данных должно быть выполнено циклом зашифрования. Из двух взаимно обратных циклов любой может быть использован для зашифрования, тогда второй должен быть использован для расшифрования данных, однако стандарт ГОСТ закрепляет роли за циклами и не предоставляет пользователю права выбора в этом вопросе. Схемы базовых циклов приведены на рисунках 2а-в.

Каждый из них принимает в качестве аргумента и возвращает в качестве результата битовый блок данных, обозначенный на схемах N. Символ Шаг NX обозначает выполнение основного шага криптопреобразования для блока данных N с использованием ключевого элемента X. Между циклами шифрования и вычисления имитовставки есть еще одно отличие, не упомянутое выше: в конце базовых циклов шифрования старшая и младшая часть блока результата меняются местами, это необходимо для их взаимной обратимости.

В любом 28147-89 этих режимов данные обрабатываются блоками по 64 бита, на схема подключения дворников газ-24 разбивается массив, подвергаемый криптографическому преобразованию, именно поэтому ГОСТ относится к блочным шифрам.

Однако в двух режимах гаммирования есть возможность обработки неполного блока данных размером меньше 8 байт, что существенно при шифровании массивов данных с произвольным размером, который может быть не кратным 8 байтам.

Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных алгоритмов криптографических преобразований, необходимо пояснить обозначения, используемые на схемах в следующих разделах:. T оT ш — массивы соответственно открытых и зашифрованных данных. Зашифрование в данном режиме заключается в применении цикла З к блокам открытых данных, расшифрование — цикла Р к блокам зашифрованных данных. Это наиболее простой из режимов, битовые блоки данных 28147-89 в нем независимо друг от друга.

Схемы алгоритмов зашифрования и расшифрования в режиме простой замены приведены на рисунках 3а и б соответственно, они тривиальны и не нуждаются в комментариях. Алгоритм зашифрования данных в режиме простой замены. Алгоритм расшифрования данных в режиме простой реализации. На первый взгляд, перечисленные выше особенности делают практически невозможным использование режима простой замены, ведь он может применяться только для шифрования массивов данных с размером кратным 64 битам, не содержащим повторяющихся битовых блоков.

Кажется, что для любых реальных данных гарантировать выполнение указанных условий невозможно. Это почти так, но есть одно очень важное исключение: вспомните, что размер ключа составляет 32 байта, а размер таблицы замен — 64 байта. Кроме того, наличие повторяющихся 8-байтовых блоков в ключе или таблице замен будет говорить об их весьма плохом качестве, поэтому в реальных ключевых элементах такого повторения быть не. Таким образом, мы выяснили, что режим простой замены вполне подходит для шифрования ключевой информации, тем более, что прочие режимы для этой цели менее удобны, поскольку требуют наличия дополнительного синхронизирующего элемента данных — синхропосылки см.

Наша догадка верна, ГОСТ предписывает использовать режим простой замены исключительно для шифрования ключевых данных. Как же можно избавиться от недостатков режима простой замены?

Для этого необходимо сделать возможным шифрование блоков с размером менее 64 бит и обеспечить зависимость блока шифртекста от его номера, иными словами, рандомизировать процесс шифрования. В ГОСТе это достигается двумя различными способами в двух режимах шифрования, предусматривающих гаммирование. Гаммирование — это наложение снятие на открытые зашифрованные данные криптографической гаммы, то есть последовательности элементов данных, вырабатываемых с помощью некоторого криптографического алгоритма, для получения зашифрованных открытых данных.

Для наложения гаммы при зашифровании и ее снятия при расшифровании должны использоваться взаимно обратные бинарные операции, например, сложение и вычитание по модулю 2 64 для битовых блоков данных. В ГОСТе для этой цели используется операция побитового сложения по модулю 2, поскольку она является обратной самой себе и, к тому же, наиболее просто реализуется аппаратно.

Гаммирование решает обе упомянутые проблемы: во-первых, все элементы гаммы различны для реальных шифруемых массивов и, следовательно, результат зашифрования даже двух одинаковых блоков в одном массиве данных будет различным.

Во-вторых, хотя элементы гаммы и вырабатываются одинаковыми порциями в 64 бита, использоваться может и часть такого блока с размером, равным размеру шифруемого блока. Теперь перейдем непосредственно к описанию режима гаммирования. Гамма для этого режима получается следующим образом: с помощью некоторого алгоритмического рекуррентного генератора последовательности чисел РГПЧ вырабатываются битовые блоки данных, которые далее подвергаются преобразованию по циклу З, то есть зашифрованию в режиме простой замены, в результате получаются блоки гаммы.

Благодаря тому, что наложение и снятие гаммы осуществляется при помощи одной и той же операции побитового исключающего или, алгоритмы зашифрования и расшифрования в режиме гаммирования идентичны, их общая схема приведена на рисунке 4. РГПЧ, используемый для выработки гаммы, является рекуррентной функцией: — элементы рекуррентной последовательности, f — функция преобразования. Следовательно, неизбежно возникает вопрос о его инициализации, то есть об элементе В действительности, этот элемент данных является параметром алгоритма для режимов гаммирования, на схемах он обозначен как Sи называется в криптографии синхропосылкойа в нашем ГОСТе — начальным заполнением одного из регистров шифрователя.

По определенным соображениям разработчики ГОСТа решили использовать для инициализации РГПЧ не непосредственно синхропосылку, а результат ее преобразования по циклу З:. С учетом преобразования по алгоритму простой замены добавляется еще и зависимость от ключа:.

Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе. Войдитепожалуйста. Все сервисы Хабра. Как стать автором Хабру — 14 гост. Войти Регистрация. ГОСТ Часть 2. Как уже говорилось ранее, ГОСТ поддерживает четыре режима работы, но, пожалуй, главным из них является режим простой замены, который используется как самостоятельно, так и 28147-89 составная часть других режимов.

Чтобы понять, как работает ГОСТ в данном режиме, необходимо рассмотреть следующую схему: Собственно, суть Зашифрование Открытые данные разбиваются на блоки по 64 бита. Далее производится ввод первого блока в госты N 1 и N 2. При этом биты открытой информации вводятся следующим образом: 1-й бит открытой информации — 28147-89 1-й разряд накопителя N 1Введение и общие принципы. Производится зашифрование открытых данных в режиме 28147-89 замены в 32 цикла : В первом цикле содержимое регистра N 1 суммируется с заполнением X 0 из КЗУ по модулю 2 32 в сумматоре СМ 1.

В блоке подстановки K производится отчет по практике cisco 32 бит информации, поступившей из сумматоре СМ 1 по правилам, рассмотренным в первой статье. В регистре сдвига R осуществляется циклический сдвиг на 11 в сторону госта разряда.

Информация с регистра сдвига R и накопителя N 2 суммируется по модулю 2 в сумматоре СМ 2. Старое заполнение накопителя N 1 переписывается в накопитель N 2. Результат с выхода сумматора СМ 2 переписывается в накопитель N 1. Первый цикл заканчивается. Последующие циклы аналогичны первому, с тем лишь отличием, что во 2-м цикле вводится ключ X 1в 8-м — X 7в 9-м — X 0 и так далее в том же порядке до 24 цикла.

С 25 по 32 цикл ключ вводится в обратном порядке: X 7 — в м, X 0 — в м. После го цикла в N 1 информация сохраняется, а вот результат с выхода сумматора СМ 28147-89 переписывается в N 2. Заполнение N 1 и N 2 и есть первый блок зашифрованных реализаций. Следующие блоки зашифровываются аналогично. Расшифрование Расшифрование осуществляется по тому же алгоритму, что и зашифрование, только на вход накопителей N 1 и N 2 поступают разбитые на блоки по 64 бита зашифрованные данные.

Важным отличием является еще и то, что в прямом порядке с X 0 по X 7 ключ вводится только в первых 8 циклах РПЗ, в остальных — в обратном с X 7 по X 0. А так, после реализация 32 циклов в накопителях N 1 и N 2 содержатся блоки открытых данных. Просто, он работает, причем, довольно.

Достоинства: Исключается влияние перекрытия шифра на стойкость шифрования. Возможно расшифровать любой блок независимо от его местоположения в реализации. Простота синхронизации. Недостатки: Статистика сообщения проникает в статистику криптограммы.

Укажите причину минуса, чтобы автор поработал над ошибками. Ой, у вас баннер убежал! И что? Редакторский дайджест Присылаем лучшие статьи раз в месяц Скоро на этот скачать гост рв 20.57.413-97 придет письмо. Платежная система. Похожие публикации. Написание статей-инструкций по благоустройству и урбанистики за гост 5 откликов 23 госта. Больше заказов на Хабр Фрилансе. GHS 17 января в 0. FTM 17 января в —1. Упс, 28147-89 раньше времени, но, впрочем, неважно, зачем нам ваши лекции?

Да ещё и с говнокодом? Про мои лекции я уже писал, что если не нравится — их можно и не читать. Я просто ищу своего читателя. Всё это можно замечательно почитать и в гугле, при желании.

Достаточно ссылок. Халатность. Между прочим, код у меня оформлен, я не знаю, почему парсер отступы убрал. Оформить код, это не только отступы поставить. Про русский ГОСТ знают чуть более чем все, это на всех курсах мало-мальски связанных с криптографией, читают. FTM 17 января в —2. Если кто-то решит использовать его в своих проектах, то он работает, причем прекрасно.

В мире нет ничего идеального, увы. Говнокод здесь можно писать без кавычек. Ну и такой код просто неуважение к читателю. Вы статью для чего пишите то тогда, если даже код влом оформить? FTM 17 января в 0. PacifiK 21 января в 0.

RusMikle 30 сентября в 0. Скажите, а насколько устойчивость у этого алгоритма зависит от таблицы перекодировки? Достаточно ли менять только ключ или s7-1200 схема подключения и таблицу перекодировки тоже каждый раз генерировать заново, напр на основе ключа методика личко бланк другого алгоритма шифрования?

Что обсуждают. Сейчас Вчера Неделя 6 способов значительно ускорить pandas с реализациею пары строк кода. Часть 1 2,2k 4. Личный опыт: как я подавал заявку в реестр отечественного ПО, и обнаружил запрет для всех версий Linux 31,3k Реальная стоимость жизни в Кремниевой Долине для разработчика 85,7k Самое читаемое. Рекомендуем Разместить. Ваш аккаунт Войти Регистрация. Настройка языка. О сайте.

Служба поддержки. Мобильная версия. Интерфейс Русский. Сохранить настройки.

rtf, fb2, EPUB, EPUB