Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Лавинный эффект - Конфузия и диффузия

Шеннон ввёл понятия конфузии и диффузии в качестве методов, усложняющих статистический криптоанализ. Согласно Шеннону:

Диффузия — метод, при котором избыточность в статистике входных данных "распределяется" по всей структуре выходных данных. При этом большие объёмы выходных данных требуются для статистического анализа, скрывается структура исходного текста. Реализуется при помощи P-блоков .

Конфузия — метод, при котором зависимость ключа и выходных данных делается как можно более сложной, в частности, нелинейной. При этом становится сложнее делать заключения о ключе по выходным данным, а также об исходных данных, если известна часть ключа. Реализуется при помощи S-блоков .

Лавинный эффект является следствием хорошей конфузии и диффузии.

Лавинный эффект в популярных алгоритмах

Лавинный эффект в DES

В DES лавинный эффект проявляется уже на четвёртом-пятом раунде, оценочно для каждой операции:

После расширения:
После восьми S-блоков:
После битового сложения левой и правой частей:

При вычислении предполагалось, что биты поступают на входы S-блоков случайно, а в S-блоке изменение входного бита влияет на все 4 выходных бита.

Лавинный эффект в AES

В AES лавинный эффект появляется следующим образом: в первом раунде операция MixColumns распространяет изменения одного байта на все 4 байта колонки, после чего во втором раунде применение операций ShiftRows и MixColumns распространяет изменения на всю таблицу. Таким образом, полная диффузия достигается уже на втором раунде. Конфузия обеспечивается операцией SubBytes.