Algoritmul RC5

Referat

la tema:”Algoritmul de criptare RC5” la disciplina

 Securita  Securitatea tea tran tranza zaccțiilor iilor

Cuprins 1. Criptografia................................................................................................................................................2 1.1.

Criptarea simetrică.............................................................................................................................2

1.2.

Criptarea asimetrică............................................................................................................................3

1.3.

Cheile de criptare................................................................................................................................3

2. Algoritmul RC5.........................................................................................................................................4 2.1.

Descriere.............................................................................................................................................5

2.2.

Parametri............................................................................................................................................5

2.3.

Extiderea cheii..................................................................................................................................!

2.4.

Criptarea............................................................................................................................................."

2.5.

Decriptarea.........................................................................................................................................#

2.!.

$ersiui ale algoritmului RC5............................................................................................................#

%i&liografie.....................................................................................................................................................1'

2

1. Criptografa  (ecesitatea de a cripta iforma)iile a existat ditotdeaua. Astă*i+ mai mult ca iciodată+ iforma)ii cofide)iale se trasmit *ilic ,tre istitu)ii gu-erametale i/sau compaii+ , fiecare miut pro&a&il mii de cetă)ei ai plaetei ,i itroduc datele de idetificare ale cardurilor de credit/de&it petru a face cumpărături olie. Petru ca astfel de date cofide)iale să u a0ugă , ma celor care le caută  există criptografia. Criptografia este tii)a care folosete matematica petru a cripta i decripta iforma)ii cu alte cu-ite+ petru a securi*a iforma)iile stocate ori trasmise. Re-ersul medaliei este criptanaliza  tii)a aali*ării i spargerii codurilor pri care se codifică datele. Cele două+ criptografia i criptaali*a sut deumite geeric criptologie. Criptologia este știița scrierilor secrete+ a-,d drept o&iect apărarea secretului datelor și iforma țiilor 

cofidețiale+ cu a0utorul sistemelor criptografice. Criptarea se

face cu a0utorul uui algoritm i a uei chei de criptare. Algoritmul este o fuc)ie

matematică folosită efecti- , procesul de criptare i decriptare. Com&iarea algoritmului cu o aume cheie de criptare dă

u re*ultat diferit de com&iarea aceluiai algoritm cu o altă cheie de criptare. ăria

criptării depide att de tăria algoritmului+ ct i de tăria cheii de criptare.  urma criptării+ iforma)iile de-i idescifra&ile+ fără a a-ea cheia cu care sa efectuat criptarea+ decriptarea este imposi&ilă 6sau cel  pu)i aa se -rea7. Pri algoritm criptografic , țelegem o mul țime de trasformări uii-ersa&ile pri care mul țimea mesa0elor 6textelor7 clare ditro lim&ă se trasformă , mul țimea 8 a criptogramelor. 9 sistem criptografic este compus di trei elemete: algoritm de cifrare+ sistem de geerare al cheilor și protocol de distri&utție al cheilor de cifrare. Criptarea este de două feluri: criptarea simetrică i criptarea asimetrică 6criptarea cu cheie pu&lică7.

1.1. Criptarea simetrică

3

Criptarea simetrică este

cea tradi)ioală+ care fuc)ioea*ă , felul următor: pe u computer se

reali*ea*ă criptarea iforma)iilor cu a0utorul uui algoritm i o aume cheie . Apoi+ iforma)ia criptată  pleacă 6fără măsuri de protec)ie specială7 către destiatar. Destiatarul -a -edea iforma)ia , clar+ o -a  putea decodifica+ doar dacă are cheia corespodetă. Dacă o are+ o aplică fiierului criptat i are astfel acces la iforma)ie , clar. Pro&lema cea mai importată , acest sistem de criptare+ folosit cu prepodere)ă de gu-erele )ărilor  lumii+ este păstrarea secretului cheilor folosite i trasferul acestora ,tre utili*atori afla)i ueori la mari dista)e. Decospirarea acestora duce la compromiterea sistemelor de criptare folosite.

1.2. Criptarea asimetrică

După cum sa me)ioat mai sus+ pricipala pro&lemă a metodei criptării tradi)ioale este distribuţia  şi păstrarea secretului cheilor de criptare. Criptografia

&a*ată pe chei pu&lice+ ce a fost i-etată , 1;"5

de către Whitfield Diffie i Martin Hellman+ re*ol-ă această pro&lemă foarte elegat. Criptografia cu cheie publică fuc)ioea*ă

, felul următor: se folosete o cheie pu&lică+ care  după

cum ,i spue i umele  u este secretă+ petru criptare+ i o cheie pri-ată petru decriptare. Cu alte cu-ite+ oricine poate cripta cu o cheie publică+ dar numai cel care are cheia privată poate decripta. Astfel+ dacă este e-oie să se primescă iforma)ii sesi&ile de la u parteer+ i se poate trasmite fără gri0ă cheia pu&lică+ ce -a fi folosită petru criptare+ petru ca+ ulterior+ la primirea datelor criptate+ să se folosească cheia pri-ată petru a -i*uali*a iforma)iile , clar. Dacă fiierul criptat cu cheia pu&lică a0uge di greeală la u alt destiatar+ acesta u -a putea descifra fiierul , lipsa cheii pri-ate.  pricipiu+ u este posi&ilă deducerea cheii pri-ate di cheia pu&lică+ dei există o legătură matematică ,tre acestea. Apari)ia criptografiei asimetrice a ,semat o ade-ărată re-olu)ie , domeiul criptografiei+ , sesul că o acti-itate extrem de costisitoare i cu puti)ă de pus , practică doar de gu-ere ori orgai*a)ii mari a a0us la dispo*i)ia pu&licului larg la costuri foarte mici ori chiar gratis.

4

1.3. Cheile de criptare

Cheile de criptare+ ,mpreuă cu algoritmul de criptare+ a0ută la reali*area criptării datelor. Cheile sut iruri de umere cocepute după aumite reguli 6de pildă+ după codificarea micării mouseului pe ecra7 i sut măsurate , &i)i. < cheie de 1'24 de &i)i , criptografia asimetrică repre*ită u o&stacol greu+ dacă u imposi&il+ de trecut petru cei ce ar ,cerca să o spargă. Cheile folosite , criptografia co-e)ioală+ dei par la prima pri-ire a u fi aa impresioate+ au o tărie mai mare dect cele di criptografia asimetrică. De pildă+ o cheie de #' de &i)i 6criptografia simetrică7 este similară uei chei pe 1'24 de &i)i 6criptografia asimetrică7 o cheie pe 12# de &i)i 6simetrică7 are tăria uei chei pe 3''' de &i)i 6asimetrică7. Cheile de criptare sut stocate pe calculator. < cheie pri-ată este accesi&ilă pri itermediul uei  parole. Dacă se uita parola ori dacă se terge fiierul aferet cheilor de criptare+ u se -a mai putea decripta datele la care se potri-esc cheile pierdute ori iaccesi&ile. Petru a cripta și decripta+ este ecesar u algoritm de criptare și de o cheie. Există mul ți algoritmi de criptare+ pritre care Data Ecr=ptio >tadard 6DE>7+ criptarea Ri-est/>harmir/Adlema 6R>A7+ RC2 și RC5.  fiecare ditre aceste op țiui+ se utili*ea*ă o cheie ,mpreuă cu algoritmul de co-ersie a textului simplu 6li*i&il petru oricie7 , text cifrat 6ili*i&il7. DE>+ RC2 și RC5 sut cuoscute ca tehologii de cheie simetrică sau criptografii de cheie secretă+ deoarece cheia utili*ată petru criptarea datelor este aceeași cu cheia utili*ată petru decriptare. Deci+ cheia tre&uie să fie u secret cuoscut de grupul care criptea*ă datele și cel care le decriptea*ă. R>A este cuoscută ca tehologie de cheie pu&lică sau asimetrică+ deoarece se utili*ea*ă două chei: o cheie pu&lică și o cheie pri-ată. Cheile sut create matematic+ dar u se poate descifra ua fără a o cuoa ște  pe cealaltă. Cheia pri-ată se păstrea*ă pri-ată ? umai grupul care a geerat perechea de chei tre&uie să ai&ă acces la ea. Cheia pu&lică poate fi parta0ată li&er pri medii esigure+ cum ar fi @teretul. Cu sistemul de chei pu&lice u există u secret cuoscut ,tre cele două păr ți. Dacă cheia pu&lică este utili*ată petru criptarea datelor+ umai cheia pri-ată le poate decripta. a fel+ dacă cheia pri-ată este utili*ată la criptarea datelor+ atuci umai cheia pu&lică le poate decripta.

5

2. Algoritmul RC5 RC5 este u algoritm de criptare simetric de*-oltat de Ro Ri-est 61;;47 a-d următoarele caracteristici: B Se poate implementa atât hardware cât şi software: RC5 folosete doar istruc)iui de &a*ă implemetate , ma0oritatea microprocesoarelor. B Rapid: Petru a o&)ie acest lucru RC5 este u algoritm simplu orietat pe cu-ite. martcarduri i alte dispo*iti-e cu memorie restrsă. B Securitate $nalt: RC5 este destiat să asigure o ,altă securitate criptografică cu parametrii -aria&ili. B RC5 criptea*ă &locuri de 32+ !4+ 12# &i)i re*ultd &locuri de aceeai lugime. ugimea cheii este ,tre ' i 2'4' &i)i. 2.1. Descriere

Există mai multe -ersiui diferite ale algoritmului+ , care trasformareahalfrude a RC5 clasic sut ușor modificate. Algoritmul clasic folose ște trei opera ții primiti-e și de i-ersare a acestora: B Aduarea: Aduarea otată  i i-ersa ei scăderea  am&ele efectuate modulo 2 F G. B >auexclusi- pe &i)i otat H
Algoritmul de criptare RC5 este format di două etape: procedura de extidere a cheii si desigur+ ,săși procesul de criptare. Petru procesul de decriptare+ se efectuea*ă mai ,t,i extiderea cheii și apoi  proceul i-ers de criptare. Petru toate opera țiile de aduare și scădere se efectuea*ă modulo 2 F G.

2.2. Parametri

Astfel cum+ algoritmul are parametri -aria&ili+ petru specificarea algoritmului cu parametri cocre ți+ se utili*ea*ă+ RC5K/R/&+ ude:  

K L mărimea cu-tului , &iți R L umărul de rude. < creștere a umărului de rude pre-ede o creștere a i-elului de criptare de securitate. De exemplu+ atuci cd R L ' u -or fi criptate iforma ții. De asemeea+ algoritmul RC5 utili*ea*ă u ta&el de extidere a cheii de dimesiuea 2 6R  17 cu-ite+ care este deri-at ditro



cheie defiită de utili*ator  & L lugimea cheii , octeți+ posi&ile -alori de la ' la 255 De exemplu RC532/12/1! folosete cu-ite de 32 &i)i 6&locuri de !4 &i)i7+ 12 ture i o cheie de

criptare de 1! octe)i 612# &i)i7.

2.3. Extinderea cheii

aite de criptarea sau decriptarea iforma țiilor are loc procedura de extidere a cheii. Procedura de geerare a acheii+ costa di patru etape: 1. 2. 3. 4.

Meerarea costatelor Partițioarea cheii , cu-ite Costruirea ta&elului cheilor extise Amestecare. RC5 execută u set complex de opera)ii petru a produce cele t su&chei a-d la &a*ă cheia origială.

Două su&chei sut folosite , fiecare tură la care se mai adaugă ,că două care sut folosite petru o opera)ie care u face parte di ture.  acest ca* umărul ecesar de su&chei este de t L 2R 2+ ude R este umărul de ture. Niecare su&cheie este de lugimea uui cu-t adică K &i)i. 1. Meerarea costatelor: Petru u aumit parametru K se geerea*ă două -alori pseudoaleatoare folosid două costate matematice: e 6expoetul7 și f 6secțiuea de aur7. 7

+ ude
•

•

•

•

•

2. Partițioarea cheii , cu-ite: a această etapă are loc uirea cheilor c = ⌈ b / u ⌉

 Li

+ ude

u=W  / 8

 K 0 … K b−1

,tru masi- de cu-ite

 L0 … Lc −1

+ ude

+ adică umărul de octeți , cu-,t. Dacă c u este multiplu K/#+ atuci W  / 8

 se completea*ă de la ' &iti p,ă la cel mai apropiat c multiplul  ca*ul c,d & L c L '+ atuci se sta&ilește -aloarea cL1+ iar

L0 = 0

. .

3. Costruirea ta&elului cheilor extise a această etapă+ are loc costruirea ta&elului chilor extise modul următor:

S 0= P w

 

S 0 … S 2∗( R+1 ) −1

+ care se efectuea*ă ,

S i + 1= S i + Q w

4. Amestecare. Coform uui ciclu+ de ( ori se efectuea*ă următoarele acțiui:

+ 8

ude M+ O+ i+ 0  -aria&ile temporare+ a căror -aloare iițială este '. (umărul de itera ții ale cicluli+ ( este maximum ditre -alorile 3

∙

c și 63

∙

2

∙

6R177.

2.. Criptarea

aite de prima rudă+ se efectuea*ă operațiuile de suprapuere a cheii extise asupra datelor  criptate:

a fiecare rudă+ se efectuea*ă următoarele operațiui:

2.5. Decriptarea

Petru decriptarea datelor se utili*ea*ă opera țiuea i-ersă+ adică petru i L R+ R1+ ...+ 1 se efectuea*ă următoarele rude:

După ,depliirea tuturor raudelor+ mesa0ul pricipal se află , expresia:

2.!. "ersiuni ale algoritmului RC5

Deoarece ua di proprietățile algoritmului RC5 este u șuri ța de implemetare și aali*ă+ sa dorit ,m&uătățirea algoritmului clasic+ care a rămas eschim&at+ ,să au fost modificate doar ac țiuile efectuate  pe fiecare &loc , procesul de criptare. Astfel exista mai multe -ersiui ale acestui algoritm: RC5%&R 

 acestă -ersiue+ operația de aduare efectuată pri modulo 2 F G+ este ,locuită cu H
să acest algoritm sa do-edit a fi sla& asupra criptaali*ei difere țial liiară. RC5'

 acest algoritm+ prelucraea &locurilor pri opera țiuea H
să și acest algoritm+ sa do-edit a fi sla& asupra criptaali*ei. RC5'(R 

 acest algoritm+ schim&area ciclică este reali*ată petru u umăr fix de &i ți ale etapei+ dar u asupra uei -aria&ile.

,

ude

 Ri

 este u umăr fix.

Acest algoritm ,că u este &ie studiat+ dar se presupue ca u este re*istes la criptaali*a ldiferețială. RC5)(R 

 acest algoritm+ umărul de &iți de schim&are depide de algoritmul și cheia di ruda curetă:

,

Acest algoritm+ la fel u este ,că &ie studiat. RC5RA

 acest algoritm+ umărul de &iți de schim&are este determiat de o fucție a uui alt su&&loc:

,

>e presupue că acest algoritm este mult mai re*istet la criptaali*ă+ de c,t RC5.

10

#i$liografe Emil >imio  Criprografie+ 2'11. https://ru.wikipedia.org https://hermes.info.uvt.ro http://sientia.ro/ http://te!eom.et.tuiasi.ro/

11