Способ криптографического преобразования информации Российский патент 2017 года по МПК H04L9/00 G06F21/62 

Изобретение относится к способам и средствам криптографического преобразования информации.

Известен способ криптографического преобразования сообщения, представленного в двоичном виде [RU 2564243 C1, H04L 9/06, 27.09.2015], в котором вычисляют на основе имеющегося набора итерационных ключей K₀, …, K_n новый набор итерационных ключей KZ₀, …, KZ_n, причем нулевой ключ в новом наборе определяют по формуле KZ₀=K₀, а остальные по формуле KZ_j=L^-1(K_j); вычисляют двоичные векторы u[i][j] длины w по формуле u[i][j]=π^-1(τ(j))⋅G_i; вычисляют двоичный вектор m длины w, используя новые итерационные ключи KZ₀, …, KZ_n, выполняя следующие действия: вычисляют m_n=S(c), причем S:V_w→V_w, a=a_t-1||…||a₀, где a∈V_b; S(a)=S(a_t-1||…||a₀)=π(a_t-1)||…||π(a₀); вычисляют m_j-1=X[KZ_j](q_j), где m_j=m_j[t-1]||m_j[t-2]||…||m_j[0]; j=n, …, 1; X[KZ] - линейное преобразование, зависящее от итерационного ключа KZ, причем X[KZ]:V_w→V_w, X[KZ](a)=KZ⊕a, где KZ, a∈V_w; вычисляют m=X[KZ₀](S^-1(m₀)).

Недостатком этого способа является относительно высокая сложность.

Известен также способ криптографического преобразования информации [RU 2503135 C1, H04L 9/00, G06F 12/06, G06F 21/70, 27.12.2013], основанный на разбивке исходного 32-разрядного входного вектора на восемь последовательно идущих 4-разрядных входных векторов, каждый из которых соответствующим ему узлом замены преобразуется в 4-разрядный выходной вектор, которые последовательно объединяются в 32-разрядный выходной вектор, причем предварительно в каждом узле замены размещают таблицы преобразования из шестнадцати строк каждая, содержащих по четыре бита заполнения в строке, являющихся соответствующими 4-разрядными выходными векторами, используют четыре узла замены по одному для каждой пары 4-разрядных входных векторов, причем в каждом узле замены используют регистр центрального процессора, в который размещают по две таблицы преобразования, а преобразование пар 4-разрядных входных векторов в пары 4-разрядных выходных векторов в соответствующем узле замены осуществляют коммутацией предварительно размещенных строк таблиц преобразования в регистр центрального процессора соответствующего узла замены путем использования пар 4-разрядных входных векторов в виде адресов коммутации.

Недостатком способа является относительно большая сложность аппаратной реализации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ криптографического преобразования [RU 2309549 С2, H04L 9/18, 27.10.2007], согласно которому блок цифровых данных (БЦД) разбивают на N≥2 n-разрядных подблока цифровых данных (ПБЦД) и затем над каждым ПБЦД выполняют управляемую операционную подстановку, которую реализуют S последовательно выполняемыми циклами, причем каждый цикл включает одновременное выполнение Z элементарных управляемых подстановок и последующее выполнение фиксированной перестановки, а управляемую операционную подстановку выполняют с помощью предварительно сформированного управляющего вектора по одному из ПБЦД или по ПБЦД и секретному ключу.

Недостатком способа является относительно ограниченная область применения, что не обеспечивает криптографическое преобразование с повышенной криптостойкостью информации, получаемой в результате преобразования.

Задача, которая решается в изобретении, направлена повышение криптостойкости информации, получаемой в результате преобразования.

Требуемый технический результат заключается в повышении криптостойкости информации, получаемой в результате преобразования.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в способе, согласно которому криптографическое преобразования входной информации в выходную производят за S последовательно выполняемых раундов с использованием криптографических преобразователей и соответствующих раундовых ключей в каждом из раундов, согласно изобретению криптографическое преобразование информации производят на N параллельно работающих преобразователях с разными раундовыми ключами для каждого преобразователя, которые меняют через каждые R раундов (0<R<=S), при этом получаемые промежуточные данные в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей разбивают на N частей произвольного размера и используют их в качестве входных данных для последующего раунда криптографических преобразований в N параллельно работающих криптографических преобразователях, причем, части выходных промежуточных данных в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей подают во все N параллельно работающие криптографические преобразователи.

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая предложенный способ криптографического преобразования информации.

Предложенный способ криптографического преобразования информации реализуется следующим образом.

Используют N параллельно работающих криптографических преобразователей, на входы которых подают входные информационные сигналы (входные данные для криптографического преобразования). Криптографическое преобразования входной информации в выходную производят за S последовательно выполняемых раундов на N параллельно работающих криптографических преобразователях с разными раундовыми ключами для каждого криптографического преобразователя в каждом из раундов. После раундового криптопреобразования, перед подачей полученного промежуточного результата на входы криптопреобразователей для следующего раунда они преобразуются следующим образом. Выходные данные каждого преобразователя разбиваются на части, общее число которых равно количеству преобразователей. Например, если используется 8 криптографических преобразователей, а каждый преобразователь имеет вход/выход размером 8 байт, то у каждого криптографического преобразователя выход/выход будет состоять из 8 частей по одному байту. Выходные данные каждого криптографического преобразователя подаются на входы всех криптографических преобразователей по одной части на вход каждого из них, если это не последний раунд, в последнем раунде когда шифрование заканчивается, зашифрованные данные выводятся из криптопреобразователей.

Таким образом, в предложенном способе существенно повышается криптостойкость информации, получаемой в результате преобразования, поскольку криптографическое преобразование информации производят на N параллельно работающих преобразователях с разными раундовыми ключами для каждого преобразователя, которые меняют через каждые R раундов (0<R<=S), при этом получаемые промежуточные данные в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей разбивают на N частей произвольного размера и используют их в качестве входных данных для последующего раунда криптографических преобразований в N параллельно работающих криптографических преобразователях, причем части выходных промежуточных данных в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей подают во все N параллельно работающие криптографические преобразователи.

Этим самым обеспечивается достижение требуемого технического результата.

Изобретение относится к способам и средствам криптографического преобразования информации. Технический результат - повышение криптостойкости информации, получаемой в результате преобразования. Способ криптографического преобразования входной информации в выходную производят за S последовательно выполняемых раундов с использованием криптографических преобразователей и соответствующих раундовых ключей в каждом из раундов, причем криптографическое преобразование информации производят на N параллельно работающих преобразователях с разными раундовыми ключами для каждого преобразователя, которые меняют через каждые R раундов (0<R<=S), при этом, получаемые промежуточные данные в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей разбивают на N частей произвольного размера и используют их в качестве входных данных для последующего раунда криптографических преобразований в N параллельно работающих криптографических преобразователях, причем части выходных промежуточных данных в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей подают во все N параллельно работающие криптографические преобразователи. 1 ил.

Способ криптографического преобразования информации, согласно которому криптографическое преобразования входной информации в выходную производят за S последовательно выполняемых раундов с использованием криптографических преобразователей и соответствующих раундовых ключей в каждом из раундов, отличающийся тем, что криптографическое преобразование информации производят на N параллельно работающих преобразователях с разными раундовыми ключами для каждого преобразователя, которые меняют через каждые R раундов (0<R<=S), при этом получаемые промежуточные данные в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей разбивают на N частей произвольного размера и используют их в качестве входных данных для последующего раунда криптографических преобразований в N параллельно работающих криптографических преобразователях, причем части выходных промежуточных данных в каждом раунде на выходах каждого из N параллельно работающих криптографических преобразователей подают во все N параллельно работающие криптографические преобразователи.