Lavīnas efekts
Lavīnas efekts ("lavīnas efekts") ir blokķīferu un kriptogrāfisko hash funkciju algoritmu īpašība. Tā bieži ir vēlama kriptogrāfijā. Šis efekts saka, ka daudzām izejām ir jāmainās pat tad, ja ievade mainās tikai nedaudz. Labos blokķīfos tas nozīmē: Nelielām izmaiņām atslēgā vai atklātajā tekstā vajadzētu izraisīt spēcīgas izmaiņas šifrtekstā.
Tas nozīmē, ka nelielas izmaiņas var ātri izplatīties, ja algoritms izmanto iterācijas. Tādējādi katrs izejas bits ir atkarīgs no katra ieejas bita.
Terminu "lavīnas efekts" pirmais lietoja Horsts Feistels (Feistel 1973). Vēlāk šo jēdzienu identificēja ar Šenona sajaukšanas īpašību.
Ja bloka šifrs vai kriptogrāfiskā šifrēšanas funkcija lielā mērā neatbilst lavīnas efektam, tad tai ir slikta randomizācija. Tādējādi kriptoanalītiķis var izdarīt prognozes par ievadi, ja viņam ir dota tikai izeja. Ar to var pietikt, lai daļēji vai pilnībā uzlauztu (uzlauztu) algoritmu.
Tas ir viens no primārajiem projektēšanas mērķiem, radot spēcīgu šifru vai kriptogrāfisko šifrēšanas funkciju. Viņi cenšas tajā izveidot labu lavīnas efektu. Matemātiski tas izmanto tauriņa efektu. Tāpēc lielākā daļa blokķīfu ir produktu šifri. Tas ir arī iemesls, kāpēc hash funkcijām ir lieli datu bloki.
SHA1 hash funkcijai ir labs lavīnas efekts. Ja tiek izmainīts tikai viens bits, hash summa kļūst pilnīgi atšķirīga.
Nosaukums
Nosaukuma izcelsme ir zemes nogruvumi. Neliels iezis var nokrist, kopā ar sniegu un radīt postošu zemes nogruvumu. Akmens bija neliels, bet varēja radīt daudz postījumu. Tas ir tas pats, ko dara šis efekts. Nelielām izmaiņām ieejā (akmenī) jāmaina izejas rezultāts (ainava).
Stingrs lavīnas kritērijs
Strict Avalanche Criterion (SAC; "spēcīgs nogruvuma kritērijs") ir bolu funkciju īpašība. Tas ir svarīgs kriptogrāfijā. Tas ir izpildīts, ja visi izejas biti mainās ar 50 % varbūtību, ja tiek mainīts viens ieejas bits.
SAC tika veidota, pamatojoties uz evolūcijas pilnīguma un lavīnas jēdzieniem. To 1985. gadā ieviesa Vebsters un Tavaress. Mūsdienās tā ir prasība katrai modernai kriptogrāfijas sistēmai. To, piemēram, ir izpildījuši visi AES konkursa finālisti.
Bitu neatkarības kritērijs
Bitu neatkarības kritērijs (BIC; no bita neatkarīgs kritērijs) ir kritērijs. Tas ir šāds: Ja tiek mainīts (invertēts) viens ieejas bits, diviem izejas bitiem jāmainās neatkarīgi vienam no otra. Tas attiecas uz visiem bitiem.
Tas, piemēram, netiktu izpildīts, ja viens izejas bits mainītos tikai tad, ja mainītos arī otrs izejas bits. Tie varētu mainīties tikai tāpēc, ka mainījies ieejas bits. Pretējā gadījumā izejas biti būtu atkarīgi viens no otra.
Saistītās lapas
- Apjukums un difūzija
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir lavīnas efekts?
A: Lavīnas efekts (pazīstams arī kā "lavīnas efekts") ir bloku šifru un kriptogrāfisko hash funkciju algoritmu īpašība, kas nosaka, ka nelielām izmaiņām atslēgā vai atklātajā tekstā vajadzētu izraisīt spēcīgas izmaiņas šifrtekstā.
J: Kurš pirmais lietoja terminu "lavīnas efekts"?
A: Terminu "lavīnas efekts" 1973. gadā pirmais lietoja Horsts Feistels.
J: Kā tas ir saistīts ar Šenona sajaukšanas īpašību?
A: Lavīnas efekta jēdziens tika identificēts ar Šenona sajaukšanas īpašību, kas nosaka, ka, ja bloka šifrs vai kriptogrāfiskā šifrēšanas funkcija būtiski neatbilst šai pakāpei, tad tai ir slikta randomizācija un to var daļēji vai pilnībā salauzt (uzlauzt).
J: Kādi ir daži projektēšanas mērķi, veidojot spēcīgus šifrus?
A: Kad cilvēki rada spēcīgus šifrus, viņi cenšas tajos iestrādāt labu lavīnas efektu, izmantojot tādus matemātiskus principus kā tauriņa efekts. Tāpēc lielākā daļa blokķīferu ir produktu šifri un tāpēc šifrēšanas funkcijām ir lieli datu bloki.
J: Kas notiek, ja algoritms neatbilst lavīnas efektam?
A: Ja algoritms lielā mērā neatbilst lavīnas efektam, tad tam ir slikta randomizācija, un to var daļēji vai pilnībā uzlauzt (uzlauzt) kriptoanalītiķi, kuri var veikt prognozes par ievadi, pamatojoties tikai uz doto izvadi.
J: Kāpēc lielākajā daļā blokķīferu izmanto produktu šifrus?
A: Lielākajā daļā blokķīferu izmanto produktu šifrus, jo tie palīdz tajos iestrādāt labu avalances efektu, izmantojot tādus matemātiskus principus kā tauriņa efekts.
J: Kāpēc hash funkcijām ir lieli datu bloki?
A: Šifrēšanas funkcijām ir lieli datu bloki, jo tas palīdz tajās iestrādāt labu avalances efektu, izmantojot tādus matemātiskus principus kā tauriņa efekts.
