RU2254685C2 - Method of data conversion - Google Patents
Method of data conversion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254685C2 RU2254685C2 RU2003100488/09A RU2003100488A RU2254685C2 RU 2254685 C2 RU2254685 C2 RU 2254685C2 RU 2003100488/09 A RU2003100488/09 A RU 2003100488/09A RU 2003100488 A RU2003100488 A RU 2003100488A RU 2254685 C2 RU2254685 C2 RU 2254685C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combination
- value
- address
- line
- alphabet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Storage Device Security (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к криптографии и средствам защиты информации от несанкционированного ознакомления, изменения содержания (модификации) при хранении и передаче информации и может применяться при построении программных, аппаратных и программно-аппаратных средств криптографической защиты информации от ознакомления и контроля и восстановления целостности информации.The invention relates to cryptography and means of protecting information from unauthorized acquaintance, changes in the content (modification) when storing and transmitting information, and can be used to build software, hardware and software and hardware cryptographic information protection from acquaintance and control and restoration of information integrity.
Известны способы шифрования информации, основанные на использовании криптографического преобразования информации с помощью случайных таблиц замены. Первый из известных способов такого шифрования, называемый полибианский квадрат, предполагает использование таблицы, в которой случайным образом записаны значения букв используемого алфавита. Значение шифруемой буквы используется как адрес, по которому считывается из таблицы записанная там буква, которая является результатом криптографического преобразования. С позиций современной криптографии такое преобразование не изменяет вероятности появления отдельных букв в шифруемом тексте, а лишь меняет соотношение вероятностей отдельных букв в криптограмме. Если буква «а», в соответствии с таблицей замены, переходит в букву «т», то вероятность появления в исходном тексте буквы «а» будет равна вероятности появления в криптограмме буквы «т». Известно, что анализ статистики отдельных букв в тексте криптограммы дает возможность для дешифрования теста противником. Подобные таблицы замены, как одна параметрическая операция криптографического преобразования, используются в различных криптографических алгоритмах, в том числе в отечественном стандарте шифрования ГОСТ 28147-89, в качестве одной из операций усложнения преобразования.Known methods of encrypting information based on the use of cryptographic information conversion using random replacement tables. The first known method of such encryption, called the Polybian square, involves the use of a table in which the meanings of the letters of the alphabet used are randomly recorded. The value of the encrypted letter is used as the address at which the letter written there is read from the table, which is the result of a cryptographic conversion. From the standpoint of modern cryptography, such a conversion does not change the probability of the appearance of individual letters in the ciphertext, but only changes the ratio of the probabilities of individual letters in the cryptogram. If the letter "a", in accordance with the replacement table, goes into the letter "t", then the probability of the appearance of the letter "a" in the source text will be equal to the probability of the appearance of the letter "t" in the cryptogram. It is known that analysis of the statistics of individual letters in the text of a cryptogram makes it possible for an adversary to decrypt a test. Such replacement tables, as one parametric cryptographic conversion operation, are used in various cryptographic algorithms, including the national encryption standard GOST 28147-89, as one of the operations of conversion complication.
Известны математические принципы построения абсолютно стойких шифров, сформулированные К. Шенноном. В соответствии с этими принципами абсолютно секретным может быть только шифр, обеспечивающий на выходе шифратора последовательность, близкую по своим статистическим свойствам к случайной равновероятной последовательности, вне зависимости от статистики появления отдельных букв в исходной шифруемой последовательности.The mathematical principles of constructing absolutely stable ciphers, formulated by C. Shannon, are known. In accordance with these principles, only a cipher can be absolutely secret, providing a sequence at the encoder output that is close in its statistical properties to a random equiprobable sequence, regardless of the statistics of the appearance of individual letters in the original encrypted sequence.
В соответствии с изобретением в способе шифрующего преобразования предполагается строить шифрование как двухпараметрическую операцию, где результат шифрующего преобразования зависит как от значения исходного шифруемой комбинации ui длиной L бит (в простейшем случае это буква или байт, в более общем - это q-ичный символ или блок, содержащий несколько байт) и квазислучайного параметра преобразования ξi длиной не менее L бит - f(ui, ξi). Знак i указывает на принадлежность этих операндов, участвующих в преобразовании, к определенному интервалу времени. Практически для каждого очередного шифруемой комбинации ui вырабатывается новое значение ξi. In accordance with the invention, the encryption conversion method is intended to construct encryption as a two-parameter operation, where the result of the encryption conversion depends on the value of the original encrypted combination u i of length L bits (in the simplest case, it is a letter or byte, more generally it is a q-ary character or block containing several bytes) and a quasi-random transformation parameter ξ i of length at least L bits - f (ui, ξ i ). The sign i indicates that these operands involved in the conversion belong to a certain time interval. For almost every next encrypted combination u i , a new value ξ i is generated .
Для реализации способа строится кодовая таблица Тк объемом 2l, где l - длина шифруемой последовательности (блока), а величина 2l=N определяет размер алфавита обрабатываемых знаков. В таблицу Тк до начала шифрования записывают без повторения случайным образом все возможные значения обрабатываемых в процессе шифрования знаков длиной l бит. Процесс заполнения может осуществляться одним из двух способов. В соответствии с первым в таблицу заносятся последовательно в порядке возрастания числа с 0 до 2l-1. Затем производится случайная перестановка записанных в таблицу значений без введения новых или исключения имеющихся значений букв. Число таких возможных перестановок равно (2l)!. Например, при l=8 число перестановок (28)! превышает 10300. Такая математическая интерпретация формирования таблицы Тк дает представление о числе вариантов заполнения таблицы, но не дает конкретного варианта реализации заполнения. В соответствии с п.5 формулы изобретения практически заполнения осуществляют с помощью следующих операций. Предварительное заполнение таблицы Тк выполняют с помощью датчика случайных чисел (ДСЧ) в следующем порядке, первое значение полученного от ДСЧ знака записывают в первую строку таблицы Тк с номером 0, полученное от ДСЧ второе значение знака сравнивают с ранее записанным первым знаком, при их несовпадении второе значение записывают во вторую ячейку таблицы с номером 1, в противном случае значение второго знака, полученного от ДСЧ отбрасывается, вырабатывается третье значение знака, сравниваемое затем с записанным в таблице значением, для заполнения очередной строки таблицы Тк с номером i (i имеет значение от 1 до 2l-1) получают очередное значение знака от ДСЧ, сравнивают полученное значение с каждым из i-1 значением записанных в таблицу знаков, в случае несовпадения ни с одним из знаков этот знак записывается в строку с номером i, при совпадении с одним из ранее записанным в таблицу знаков полученное от ДСЧ значение отбрасывается и процесс заполнения таблицы повторяется до полного ее заполнения.To implement the method, a code table T is built for a volume of 2 l , where l is the length of the encrypted sequence (block), and the value 2 l = N determines the size of the alphabet of processed characters. Prior to the start of encryption, all possible values of characters processed in the process of encryption of characters of length l bits are recorded in table T k before encryption begins. The filling process can be carried out in one of two ways. In accordance with the first, the table is entered sequentially in ascending order from 0 to 2 l -1. Then, a random rearrangement of the values recorded in the table is performed without introducing new or eliminating existing letter values. The number of such possible permutations is (2 l ) !. For example, with l = 8, the number of permutations (2 8 )! exceeds 10 300 . Such a mathematical interpretation of the formation of the table T to gives an idea of the number of options for filling the table, but does not give a specific implementation of the filling. In accordance with paragraph 5 of the claims, practically filling is carried out using the following operations. Pre-filling of the table T to is performed using a random number sensor (DSC) in the following order, the first value of the sign received from the DSC is recorded on the first line of the table T to number 0, the second sign value received from the DSC is compared with the previously recorded first sign, when the second value is recorded in the second cell of the table with number 1, otherwise the value of the second character received from the DSL is discarded, a third character value is generated, then compared with the value recorded in the table, for filling the next row of the table T to with the number i (i has a value from 1 to 2 l -1) receive the next value of the sign from the DSL, compare the obtained value with each of the i-1 values recorded in the table of characters, in case of mismatch with any of characters, this character is written in the line with the number i, in case of coincidence with one of the characters previously recorded in the character table, the value received from the DSL is discarded and the process of filling the table is repeated until it is completely filled.
В шифровании очередного знака (блока) исходного текста ui, производимого с помощью двухпараметрической операции F(ui, ξi), участвует значение параметра преобразования ξi, полученное от независимого от шифруемого сообщения источника гаммы, выполняющего роль датчика случайных чисел (ДСЧ). Полученное с помощью операции F(ui, ξi) значение зашифрованного знака vi в соответствии с изобретением получают следующим образом: находят таблице Тк значение исходного знака ui, причем в этой таблице любое возможное значение исходного знака присутствует обязательно в единственной строке таблицы, в результате этой операции получают адрес исходной комбинации в кодовой таблице A(ui). Затем отступают по строкам таблицы Тк на ξi строк "вниз", считая комбинацию ξi двоичным числом. Из строки таблицы Тк, отстоящей от строки с номером А(ui) на ξi строк "вниз", считывается результат преобразования vi. Операцию смещения «вниз» по таблице можно выразить через операцию с адресами, то есть адрес результата преобразования равенThe encryption of the next character (block) of the source text u i , performed using the two-parameter operation F (u i , ξ i ), involves the value of the transformation parameter ξ i , obtained from a gamma source independent of the encrypted message, which acts as a random number sensor (DSN) . Obtained using the operation F (u i , ξ i ), the value of the encrypted sign v i in accordance with the invention is obtained as follows: find the table T to the value of the original sign u i , and in this table any possible value of the original sign is necessarily present in a single row of the table , as a result of this operation, the address of the original combination in the code table A (u i ) is obtained. Then they retreat along the rows of the table T to ξ i rows “down”, considering the combination ξ i as a binary number. From the row of the table T to , spaced from the row with the number A (u i ) on ξ i of the rows "down", the result of the transformation v i is read. The offset operation “down” in the table can be expressed through the operation with addresses, that is, the address of the conversion result is
A(vi)=A(ui)+ξi mod N, где N - размер таблицы.A (v i ) = A (u i ) + ξ i mod N, where N is the size of the table.
Дешифрование выполняется с помощью обратной, относительно шифрования операцией. Эта операция состоит в поиске в кодовой таблице Тк подлежащей дешифрованию комбинации vi смещению по таблице «вверх» на число строк, определяемое параметром дешифрования ξi. То есть дешифрование выполняется с помощью вычисления адреса результатаDecryption is performed using the inverse operation relative to encryption. This operation consists in a search in the code table T for the combination v i to be decrypted, to shift the table “up” by the number of rows determined by the decryption parameter ξ i . That is, decryption is performed by calculating the result address
A(ui)=A(vi)-ξi mod N, где N - размер таблицы.A (u i ) = A (v i ) -ξ i mod N, where N is the size of the table.
Для упрощения поиска строки в таблице Тк адреса исходной комбинации строится дополнительная таблица адресов Та на основании заполненной кодовой таблицы. Если в первой строке таблицы Тк с номером 0 записана комбинация g, то в строке таблицы Та с адресом g записано значение 0, если во второй строке таблицы Тк с адресом 1 хранится комбинация t, то в строке t таблицы Та хранится значение 1 и т.д. Тогда поиск исходной комбинации ui при шифровании и vi при дешифровании сводится к считыванию из таблицы Та значений комбинаций соответственно из строк с номерами ui и vi таблицы Та.To simplify the search line in the table T to the original combination of addresses is constructed an additional table of addresses on the basis of T and filled codebook. If the first line of the table T to the number 0 is written combination g, then the row of the table T and the address g is recorded value of 0 if the second row of the table T to the address 1 stored combination of t, then the line t of the table T and the stored value 1 etc. Then, the search for the original combination u i during encryption and v i during decryption is reduced to reading from the table T and the values of the combinations, respectively, from the rows with numbers u i and v i of the table T a .
Описанный способ обладает следующими преимуществами:The described method has the following advantages:
- высокая скорость обработки информации;- high speed information processing;
- обеспечение после шифрования квазислучайной последовательности сигналов независимо от статистики отдельных букв в исходном тексте;- providing after encryption a quasi-random sequence of signals regardless of the statistics of individual letters in the source text;
- сложное преобразование, не имеющее никакого другого формального описания, кроме описания заполнения кодовой таблицы Тк;- a complex transformation that does not have any other formal description, except for the description of filling the code table T to ;
- возможность рассматривать начальное заполнение таблицы как ключ шифрования.- the ability to consider the initial filling of the table as an encryption key.
Источники информацииSources of information
1. ГОСТ 28147-89. Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования. - М.: ГК СССР по стандартам. 1989.1. GOST 28147-89. Information processing systems. Cryptographic protection. Cryptographic conversion algorithm. - M.: Civil Code of the USSR by standards. 1989.
2. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф.. Защита информации в компьютерных системах и сетях. - М.: Радио и связь, 1999.2. Romanets Yu.V., Timofeev PA, Shangin V.F .. Information security in computer systems and networks. - M .: Radio and communications, 1999.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100488/09A RU2254685C2 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Method of data conversion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100488/09A RU2254685C2 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Method of data conversion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003100488A RU2003100488A (en) | 2004-07-10 |
RU2254685C2 true RU2254685C2 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35836106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003100488/09A RU2254685C2 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Method of data conversion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254685C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009028982A1 (en) | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Osmolovsky Stanislav Antonovic | Information transmission and integrated protection method |
WO2013162402A1 (en) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Pryakhin Evgeniy Ivanovich | Digital information protection method |
RU2630429C1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-09-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for converting low-entropy messages |
RU2648598C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-03-26 | Сергей Константинович Белов | Information protection method |
-
2003
- 2003-01-13 RU RU2003100488/09A patent/RU2254685C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дж.КЛАРК, мл. Дж.КЕЙН "Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи": пер. с пнгл., М.: Радио и связь, 1987, стр. 26 и 327-330. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009028982A1 (en) | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Osmolovsky Stanislav Antonovic | Information transmission and integrated protection method |
WO2013162402A1 (en) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Pryakhin Evgeniy Ivanovich | Digital information protection method |
RU2630429C1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-09-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for converting low-entropy messages |
RU2648598C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-03-26 | Сергей Константинович Белов | Information protection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7657033B2 (en) | Cryptography related to keys | |
US5751811A (en) | 32N +D bit key encryption-decryption system using chaos | |
KR101267109B1 (en) | Cryptographic primitives, error coding, and pseudo-random number improvement methods using quasigroups | |
JP3339688B2 (en) | Non-deterministic mixture generator stream encryption system | |
KR100355620B1 (en) | Cryptographic communication process and apparatus | |
KR100994841B1 (en) | METHOD OF GENERATING A STREAM CIPHER USING MULTIPLE KEYS and RECORDING MEDIUM | |
Srivastava et al. | A novel approach to security using extended playfair cipher | |
Awad et al. | Efficient image chaotic encryption algorithm with no propagation error | |
US20140112469A1 (en) | Novel encryption processes based upon irrational numbers and devices to accomplish the same | |
JP2008513811A (en) | Calculation conversion method and system | |
Teh et al. | A Chaos‐Based Authenticated Cipher with Associated Data | |
CN116418481A (en) | Text privacy data double encryption protection method, device and equipment | |
Aung et al. | A complex polyalphabetic cipher technique Myanmar polyalphabetic cipher | |
JP2004258667A (en) | Method for generating pseudo random permutation of word comprising n pieces of digits | |
US20150172045A1 (en) | Method of cryption | |
US8712040B2 (en) | Data-conditioned encryption method | |
US6301361B1 (en) | Encoding and decoding information using randomization with an alphabet of high dimensionality | |
RU2254685C2 (en) | Method of data conversion | |
Pareek et al. | A symmetric encryption scheme for colour BMP images | |
RU2266622C1 (en) | Method for block encryption of information | |
Sharma et al. | Classical encryption techniques | |
Disina et al. | Enhanced caeser cipher to exclude repetition and withstand frequency cryptanalysis | |
Petrescu | Applications of quasigroups in cryptography | |
KR101757768B1 (en) | Method for encrypting data and apparatus and system for executing the method | |
Sekhar et al. | Data Encryption technique using Random number generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060114 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190114 |