Rabbit

Rabbit - высокоскоростной поточный шифр впервые представленный ^[1] в феврале 2003 года на 10-м симпозиуме FSE. В мае 2005, он был отправлен на конкурс eSTREAM, целью которого было создание европейских стандартов для поточных систем шифрования.

Разработчиками Rabbit являются Martin Boesgaard, Mette Vesterager, Thomas Pedersen, Jesper Christiansen и Ove Scavenius.

Rabbit используют 128-битный ключ и 64-битный инициализирующий вектор. Шифр был разработан с целью использования в программном обеспечении. При этом скорость шифрования могла достигать 3.7 циклов в бит(CPB) для процессора Pentium 3 и 9.7 циклов в бит для ARM7. Тем не менее, шифр также оказался быстрым и компактным при реализации в аппаратном обеспчении.

Основным компонентом шифра является генератор битового потока, который шифрует 128 битов сообщения за итерацию. Достоинство шифра в тщательном перемещивании его внутренних состояний между двумя последовательными итерациями. Функция перемешивания полностью основана на арифметических операциях, доступных на современных процессорах, т.е. S-блоки подстановок и поисковые таблицы не нужны для реализации шифра.

Авторы шифра предоставили полный набор технических описаний на домашней странице Cryptico.^[2]. Шифр также описан в RFC 4503. Cryptico обладала патентом на шифр, и многии годы для использования шифра в коммерческих целях требовалась лицензия. Однако, 6 октября 2008 шифр разрешили использовать для любых целях бесплатно. ^[3]

Безопасность

Rabbit предоставляет 128-битную защиту против аттакующих, чья цель один уникальный ключ. Если же атака происходит на несколько ключей за раз, и все равно, который из них взломают, то защищенность снижается до 96 бит.^[4].

Алгоритм

Внутреннее состояние поточного шифра содержит 513 битов. 512 из них поделены на 8-мь 32-битных переменных состояний и 8-мь 32-битных счетчиков , где - переменная состояния подсистемы при итерации , а - обазначет соответствующий счетчик переменных. 513-й бит - бит переноса φ , который необходимо хранить между итерациями. Этот бит инициализируется нулем. 8-мь переменных состояний и 8-мь счетчиков зависят от ключа при инициализации.

Схема установки ключа

Алгоритм инициализируется расширением 128-битного ключа на 8-мь переменных состояния и 8-мь счетчиков так, чтосуществует взаимнооднозначное соответствие между ключом, начальными переменными состояний, , и начальными счетчиками, . Ключ, , поделен на 8-мь подключей: , , ... , , переменные состояний и счетчики инициализируются при помощи подключей:

$x_{j,0}= \begin{cases} k_{(j+1 \mod 8)} \diamond k_j , \ \ for \ j \ even\\ k_{(j+5 \mod 8)} \diamond k_{(j+4 \mod 8)}, \ \ for \ j \ odd \\ \end{cases}$

(1)

$c_{j,0}= \begin{cases} k_{(j+4 \mod 8)} \diamond k_{(j+5 \mod 8)} , \ \ for \ j \ even \\ k_j \diamond k_{(j+1 \mod 8)}, \ \ for \ j \ odd \\ \end{cases}$

(1)

(где - логическое "или", ||)

Система прогоняется 4-ре раза, согласно функции следующего состояния, определенной ниже, чтобы понизить кореляцию между битами ключа и битами переменных внутренного состояния. В конце, счетчики ре-инициализируются следующим образом:

для предотвращения восстановления ключа путем инверсии системы счетчиков.

Функция следующего состояния

Здесь все сложение по модулю 2^32.

Система счетчиков

Уравнения, задающие изменение системы счетчиков:

где счетчик бита переноса, φ, задается:

$\phi_{j,i+1} = \begin{cases} 1, \ \ if \ c_{0,i} + a_0 + \phi_{7,i} \geqslant 2^{32} \wedge j = 0 \ \\ 1, \ \ if \ c_{j,i} + a_j + \phi_{j-1,i+1} \geqslant 2^{32} \wedge j > 0 \ \\ 0, \ \ otherwise \end{cases}$

(1)

Кроме того, константы определяются как:

Схема извлечения

Список литературы

PDF)

PDF)

http://www.ecrypt.eu.org/stream/phorum/read.php?1,1244

PDF)

Ссылки

Cryptico homepage

Rabbit RFC

eSTREAM page on Rabbit

Light-industry-up.ru

Экосистема промышленности

Публикации