Устройство шифрования информации в режиме гаммирования Российский патент 2023 года по МПК H04L9/00 

Изобретение относится к области телекоммуникаций и может быть использовано в системах связи для передачи цифровой информации с криптографической защитой от несанкционированного доступа, в частности, к шифратору, работающему в режиме гаммирования.

Из уровня техники известны алгоритмы блочного шифрования в режиме гаммирования, использующиеся при реализации устройств шифрования для систем обработки информации различного назначения, описанные в ГОСТ Р 34.12-2015 и ГОСТ Р 34.13-2015. В ГОСТ Р 34.12-2015 описаны алгоритмы блочного шифрования, используемые, в том числе, для формирования гаммы шифра, а в ГОСТ Р 34.13-2015 описаны режимы работы блочных шифров, в том числе и режим гаммирования. При реализации устройства шифрования, работающего в режиме гаммирования в соответствии с указанными ГОСТами, шифратор должен состоять из функционального блока, вырабатывающего гамму с помощью алгоритмов блочного шифрования, описанных в ГОСТ Р 34.12-2015, и блока наложения гаммы в соответствии с ГОСТ Р 34.13-2015.

Недостатком такой реализации устройства блочного шифрования в режиме гаммирования является высокая вычислительная сложность функционального блока, приводящая к необходимости реализации множества итераций перемешивающих и рассеивающих преобразований, и, соответственно, высокие требования к ресурсам вычислительной системы, реализующей данное устройство блочного шифрования.

Из источника RU 2585988 C1, G06F 21/60 известно устройство шифрования данных согласно ГОСТ 28147-89, характеризующееся тем, что включает в себя вычислительный блок с возможностью реализации шифрования данных в соответствии с выбранным алгоритмом. Устройство шифрования работает в следующих режимах криптопреобразований, а именно: в режиме простой замены, в режимах гаммирования и гаммирования с обратной связью. Известное решение является наиболее близким к заявляемому изобретению устройством того же назначения и представляет собой устройство шифрования данных, реализованное в виде интегральной схемы с функциональными модулями, и системы на кристалле с его использованием.

Недостатками устройства шифрования, предложенного в известном источнике RU 2585988 С1 являются:

а) высокая вычислительная сложность реализации устройства шифрования в составе вычислительной системы, так как функциональный модуль выработки гаммы устройства шифрования реализуется в соответствии с ГОСТ 28147-89 и представляет собой реализацию множества итераций рассеивающих и перемешивающих преобразований блоков информации;

б) устройство реализуется в виде отдельной вычислительной системы, интегральной схемы или системы на кристалле, что не позволяет применить его в составе ограниченных по ресурсам вычислительных систем.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение указанных выше недостатков и создание устройства шифрования информации, которое позволяет обеспечить выполнение процедуры шифрования информации с меньшей вычислительной сложностью и большим быстродействием.

Поставленная задача решается за счет того, что шифрование информации в режиме гаммирования производят с помощью устройства шифрования, представляющего собой блок памяти, в который заранее записывают гамму шифра в объеме, требуемом для шифрования всего массива информации и блок наложения гаммы шифра на информацию. При этом устройство шифрования не вырабатывает гамму в процессе шифрования, а использует для шифрования заранее выработанную гамму, записанную в блок памяти.

Техническим результатом является уменьшение вычислительной сложности реализации шифратора в режиме гаммирования, обеспечивающего шифрование информации для последующей передачи этой информации по незащищенному каналу связи.

Технический результат достигается путем замены шифратора, работающего в режиме гаммирования, состоящего из устройства, вырабатывающего гамму и блока наложения гаммы на информацию, на устройство, состоящее из блока памяти с заранее записанной в него гаммой и блока наложения гаммы на информацию. При этом гамму заранее вырабатывают внешним шифратором в режиме гаммирования в объеме, требуемом для шифрования всего массива информации.

В этом случае процедура шифрования на объекте сводится только к считыванию из памяти и наложению заранее записанной гаммы на информацию с помощью блока наложения гаммы. Это позволяет снизить вычислительную сложность реализации устройства шифрования.

Сущность изобретения поясняется структурной схемой устройства шифрования информации, представленной на фиг. 1, где

1 - источник информации;

2 - блок наложения гаммы, представляющий собой сумматор по модулю 2;

3 - блок памяти;

4 - устройство шифрования информации;

5 - передающее устройство.

Предлагаемое решение заключается в том, что шифрование в режиме гаммирования информации осуществляют следующим образом: устройство шифрования информации 4 состоит из блока памяти 3, с записанной в него гаммой и блока наложения гаммы 2, представляющего собой сумматор по модулю два. Открытая информация от источника информации 1 поступает на первый вход блока наложения гаммы 2. На второй вход блока наложения гаммы 2 поступает гамма шифра, считанная из блока памяти 3, и суммируется по модулю 2 с открытой информацией, поступающей на первый вход блока наложения гаммы 2. В результате, зашифрованная информация с выхода блока наложения гаммы 2 поступает на вход передающего устройства 5, которое обеспечивает доставку зашифрованной информации в место назначения по незащищенному каналу связи.

Запись гаммы в блок памяти 3 устройства шифрования информации 4 может осуществляться, например, с внешнего шифратора, работающего в режиме гаммирования, на вход которого вместо входной информации, предназначенной для зашифрования, поступает логический ноль - в этом случае шифратор, работающий в режиме гаммирования, вместо зашифрованной информации будет выдавать на выход гамму. В качестве устройства, вырабатывающего гамму, может также выступать генератор случайной последовательности, вырабатывающий случайную последовательность с требуемыми статистическими характеристиками.

Предлагаемое устройство, предназначенное для шифрования информации в режиме гаммирования, позволяет уменьшить вычислительную сложность реализации шифратора и повысить его быстродействие.

Изобретение относится к системам связи для передачи цифровой информации ограниченного объема с криптографической защитой от несанкционированного доступа. Технический результат заключается в уменьшении вычислительной сложности реализации бортового шифратора в режиме гаммирования. Технический результат достигается за счет того, что в бортовом шифраторе, работающем в режиме гаммирования, используют блок памяти с заранее записанной в него гаммой и узел наложения гаммы. При этом гамму, записанную в блок памяти, заранее вырабатывают внешним шифратором в режиме гаммирования в объеме, требуемом для шифрования всего массива информации. 1 ил.

Устройство шифрования информации в режиме гаммирования, отличающееся тем, что состоит из блока памяти, в который заранее записывают гамму шифра в объеме, требуемом для шифрования всего массива информации, и блока наложения гаммы шифра на информацию, при этом устройство шифрования не вырабатывает гамму в процессе шифрования, а использует для шифрования заранее выработанную гамму, записанную в блок памяти.