Tiểu luận môn an ninh hệ thống thông tin: Thuật toán mã hóa RC5

Giới thiệu về RC5Đặc điểm của RC5Các tham số trong RC5Thuật toánĐược thiết kế bởi giáo sư Ronald Rivest trường MITĐược công bố vào 121994Là thuật toán mã hóa khối đối xứngPhù hợp với phần cứng và phần mềm thực thiLà thuật toán mã hóa khối đối xứng. Mã hóa và giải mã sử dụng cùng một khóa bí mật.Bả rõ và bản mã là những chuỗi bit có độ dài cố địnhĐiểm nổi bật của thuật toán là phép quay phụ thuộc dữ liệu (phép hoán vị vòng quanh các bit của một biến dữ liệu)

Giảng viên: PGS.TS Trịnh Nhật Tiến

Thực hiện: Trần Thị Giang Khóa: K19 – Hệ thống thông tin

1

Nội dung

 Giới thiệu về RC5

 Đặc điểm của RC5

 Các tham số trong RC5

 Thuật toán

Giới thiệu về RC5

 Được thiết kế bởi giáo sư Ronald Rivest trường MIT

 Được công bố vào 12/1994

 Là thuật toán mã hóa khối đối xứng

 Phù hợp với phần cứng và phần mềm thực thi

3

Đặc điểm của RC5

 Là thuật toán mã hóa khối đối xứng

Mã hóa và giải mã sử dụng cùng một khóa bí mật.

Bả rõ và bản mã là những chuỗi bit có độ dài cố định

 Điểm nổi bật của thuật toán là phép quay phụ thuộc

dữ liệu (phép hoán vị vòng quanh các bit của một

biến dữ liệu)

Các tham số trong RC5

Ký hiệu: RC5 – w/r/b

 w: kích thước từ (word size)

 r: Số vòng Số vòng các lớn thì tính bảo mật càng

cao (r nằm trong khoảng 0,1,…,255)

 b: số lượng bytes trong khóa bí mật K

(b nằm trong khoảng 0,1, ,255)

5

Thuật toán

 Thuật toán gồm 3 phần:

 Thuật toán mở rộng khóa

 Thuật toán Mã hóa

 Thuật toán Giải mã

 Gọi bản rõ đầu vào của RC5 bao gồm hai từ w bit, gọi là

A và B RC5 sử dụng một bảng khóa mở rộng: S[0…t-1], bao gồm các từ có t=2(r+1)w bit Thuật toán mở rộng

khóa khởi tạo S từ tham số khóa bí mật K

 Sử chuẩn little-endian để quy ước cho các gói byte trong khối đầu vào và khối đầu ra:

Little-endian: các byte sắp xếp theo thứ tự từ phải sang trái, byte có trọng số cao hơn sẽ đứng bên trái các byte có trọng

số thấp hơn

Thuật toán

 Thuật toán Mã hóa

 Thuật toán Giải mã

7

Thuật toán

 Thuật toán mở rộng khóa:

 Tìm “hằng số kỳ diệu”:

 Thuật toán mở rộng khóa sử dụng hai hằng số nhị phần có kích thước từ: Pw và Qw Chúng được xác định cho w tùy ý như sau:

Pw = Odd((e - 2)2w) (1)

Qw = Odd(( - 1)2w) (2)

 Trong đó: e = 2.718281828459…

 = 1.618033988749…

Và Odd(x) là số nguyên lẻ gần x nhất Với w= 16, 32, và 64, các hằng số được cho dưới đây trong hệ nhị phần và hệ thập lục phân:

Thuật toán

9

Thuật toán

 Thuật toán mở rộng khóa:

 Chuyển khóa bí mật từ các bytes sang các từ

 Sao chép khóa bí mật K[0…b-1] vào một mảng L[0 c] của c=b/u từ, trong đó, u = w/8 là số byte trên một từ

 Toán tử này được thực hiện một cách tự nhiên, sử dụng u các byte khóa liên tiếp của K để điền vào mỗi từ liên tiếp trong L, theo thứ tự từ byte thấp hơn đến byte cao hơn

 Bất kỳ vị trí byte trong L mà không được điền sẽ có giá trị là

0 Trong trường hợp b = c = 0 chúng ta thiếp lập giá trị của

c là 1 và thiết lập L[0] = 0

Thuật toán

 Thuật toán mở rộng khóa:

 Khởi tạo mảng S

 Là khởi tạo mảng S thành một mẫu bit giả ngẫu nhiên đặc biệt (khóa độc lập), sử dụng một cấp số cộng modulo 2w xác định bởi hằng số kỳ diệu Pw và Qw

 Khi Qw là lẻ, cấp số cộng có chu kỳ 2w

11

Thuật toán

 Thuật toán mở rộng khóa:

 Trộn khóa bí mật

 Trộn khóa bí mật của người dùng trong ba lần qua các

mảng S và L

Đánh giá và tính bảo mật

 RC5 là thuật toán đơn giản

 Được cài đặt khá dễ dàng

 Yêu cầu bộ nhớ thấp

 RC5 có tính an toàn cao do RC5 có đặc điểm là

phép quay phụ thuộc dữ liệu

Với số vòng là 32 thì trong 7 năm trở lại đây, không thấy

xuất hiện kết quả thám mã nào mạnh hơn có thể bẻ gãy 32 vòng

13

Tài liệu tham khảo

 Ronal L.Rivest, The RC5 Encryption Algorithm,

1997, MIT Laboratory for Computer Science