الگوریتم بین‌المللی رمزگذاری داده‌ها

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

در رمزنگاری، الگوریتم بین‌المللی رمزگذاری داده ها (به انگلیسی: (International Data Encryption Algorithm (IDEA) یک بلوک رمز می باشد که توسط James Massey و Xuejia Lai طراحی و ابتدا در سال ۱۹۹۱ معرفی شد. این الگوریتم متقارن محسوب می شود و به عنوان جایگزینی برای استاندارد رمزنگاری داده‌ها[واژه‌نامه ۱] در نظر گرفته شد. IDEA یک بازنگری فرعی برای رمزگذاری پیشنهادی استاندارد[واژه‌نامه ۲] می باشد و در اصل به آن رمز گذاری استاندارد پیشنهادی پیشرفته[واژه‌نامه ۳] می گویند.

نحوه ی عملکرد[ویرایش]

تصویر نمودار یک دور الگوریتم بین‌المللی رمزگذاری داده ها
نمودار یک دور الگوریتم بین‌المللی رمزگذاری داده ها

IDEA با استفاده از یک کلید ۱۲۸ بیتی بر روی بلوک های ۶۴ بیتی عمل می کند و از یک سری ۸ تایی از تبدیلات مشابه (یک دور، شکل را ببینید) و یک تبدیل خروجی (نیم دور) تشکیل شده است. پردازش های رمزگذاری و رمزگشایی شبیه به هم هستند. بیشتر امنیت IDEA از قراردادن عملیات ها از گروه های مختلف –جمع و ضرب پیمانه ای و XOR– که در برخی جهات از لحاظ جبری با هم "ناسازگار" هستند ناشی می شود. برای جزئیات بیشتر این عمگرها که همه با مقادیر ۱۶ بیتی عمل می کنند، عبارتند از:

  • XOR بیتی (با بعلاوه های آبی دایره ای مشخص شده).
  • جمع به پیمانه ی ۲۱۶ (با ضربدر های سبز مربعی مشخص شده).
  • ضرب به پیمانه ۲۱۶، که تمام کلمات صفر (0x0000) به صورت ۲۱۶ ترجمه شده (با نقطه های قرمز دایره مشخص شده).

بعد از ۸ دور، یک نیم دور برای تبدیل خروجی انجام می شود.

=== زمان بند کلید [واژه‌نامه ۴]

=[ویرایش]

هر دور از شش زیر کلید ۱۶ بیتی و نیم دور آخر از ۴ زیر کلید استفاده می کند که درمجموع برای ۸.۵ دور ۵۲ زیر کلید می شود. هشت زیر کلید اولیه مستقیماً از کلید اصلی گرفته می شود به طوریکه K1 برابر ۱۶ بیت کم ارزش کلید می باشد و بقیه گروه های هشت تایی با گردش ۲۵ بیتی کلید اصلی به چپ بین هر گروه هشت تایی ساخته می شود. این یعنی به طور میانگین در مجموع ۶ گردش، کمتر از یکبار در هر دور می گردد.

امنیت[ویرایش]

طراحان IDEA را برای اندازه گیری مقاومتش در برابر روش های رمزیابی متفاوت مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که با فرضیات مشخصی ایمن است. هیچ ضعف جبری یا خطی گزارش نشده است. از سال ۲۰۰۷ تا کنون، بهترین حمله، که به تمام کلید ها اعمال می شود، می تواند IDEA را شکسته و آن را به ۶ دور کاهش دهد (رمز کامل IDEA از ۸.۵ دور استفاده می کند). توجه داشته باشید که شکستن به هر حمله ای اطلاق می شود که کمتر از ۲۱۲۸ عملیات نیاز داشته باشد. حمله ی ۶ دوری به ۲64 متن آشکار و ۲۱۲۶.۸ عملیات نیاز دارد.

کلید های ضعیف[ویرایش]

زمان بندهای بسیار ساده کلید IDEA را در کلاس کلیدهای ضعیف قرار می دهد. برخی از کلیدها دارای تعداد زیادی بیت 0 موجب رمزگذاری ضعیف می شوند.[۱] این موارد دغدغه های مهمی در عمل نیستند زیرا هنگام تولید کلیدهای تصادفی، رخداد نادر آن ها ضرورتی برای پرهیز به طور صریح ایجاب نمی‌کند. یک حل ساده ی پیشنهاد شده برا ی این مشکل XOR کردن هر زیر کلید با یک ثابت ۱۶ بیتی مثل 0x0DAE است.[۲]

کلاس های بزرگ تر کلیدهای ضعیف در سال ۲۰۰۲ پیدا شد.[۳]

هنوز هم با این وجود، احتمال ناچیزی برای نگرانی از یک کلید انتخابی تصادفی وجود دارد و برخی از مشکلات با XOR ثابت که قبل تر پیشنهاد شد رفع می شود امّا آن مقاله از حل تمام مشکلات اطمینان ندارد. ممکن است یک طراحی جامع مجدد زمان بند کلید مطلوب باشد.

پانویس[ویرایش]

  1. Daemen, Joan; Govaerts, Rene; Vandewalle, Joos (1993), "Weak Keys for IDEA", Advances in Cryptology, CRYPTO 93 Proceedings: 224–231 
  2. Nakahara, Jorge Jr.; Preneel, Bart; Vandewalle, Joos (2002), A note on Weak Keys of PES, IDEA and some Extended Variants 
  3. Biryukov, Alex; Nakahara, Jorge Jr.; Preneel, Bart; Vandewalle, Joos, "New Weak-Key Classes of IDEA", Information and Communications Security, 4th International Conference, ICICS 2002, Lecture Notes in Computer Science 2513: 315–326, "While the zero-one weak keys problem of IDEA can be corrected just by XORing a fixed constant to all the keys (one such constant may be 0DAEx as suggested in [4]) the problem with the runs of ones may still remain and will require complete redesign of the IDEA key schedule." 

منابع[ویرایش]

نوشتارهای وابسته[ویرایش]

  • Hüseyin Demirci, Erkan Türe, Ali Aydin Selçuk, A New Meet in the Middle Attack on The IDEA Block Cipher, 10th Annual Workshop on Selected Areas in Cryptography, 2004.
  • Xuejia Lai and James L. Massey, A Proposal for a New Block Encryption Standard, EUROCRYPT 1990, pp389–404
  • Xuejia Lai and James L. Massey and S. Murphy, Markov ciphers and differential cryptanalysis, Advances in Cryptology — Eurocrypt '91, Springer-Verlag (1992), pp17–38.

واژه‌نامه[ویرایش]

  1. Data Encryption Standard (DES)
  2. Proposed Encryption Standard(PES)
  3. Improved PES
  4. Key schedule

پیوند به بیرون[ویرایش]