Пример внутренней функции для схемы Sponge, построенной на основе обобщенной методологии проектирования AES

Целью данной статьи является построение внутренней функции, лежащей в основе схемы “Sponge”  для  построения  криптографических  хеш-функций.  Внутренняя  функция  в  схеме  “Sponge” является  преобразованием  фиксированной  длины  или  перестановкой, оперирующей  с  фиксированным числом  битов,  составляющих  внутреннее  состояние  функции. Существуют  различные  конструктивные подходы  к  проектированию  функции.  Наиболее  распространенным  является  подход,  при  котором используется  перестановка,  основанная  на  симметричном  блочном  алгоритме  шифрования с константами  в  качестве  ключа.  В данной статье строится внутренняя функция с помощью обобщенной  методологии  проектирования  AES.  Эта  методология  позволяет  легко  проектировать блочные  шифры  для  зашифровывания больших  блоков  открытого  текста  с  помощью  небольших компонентов,  представляя  обрабатываемые  данные  в  виде  многомерных  массивов.  Внутренняя функция  является  блочным  шифром,  который  обрабатывает  2048  битов,  представляемых  в  виде 9-мерного массива из 512 4-битовых элементов размера 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2. Каждый раунд шифрования  состоит  из  трех  преобразований  (S-блоки,  линейное  преобразование  и  перестановка), аналогичных  трем  раундовым  преобразованиям  AES  SubBytes,  MixColumns  и  ShiftRows.  Построенная функция может быть использована в качестве внутренней функции вмодифицированной схеме “Sponge” построения криптографических хеш-функций.

1. Bertoni G., Daemen J., Peeters M., Van Assche G. Sponge Functions. Ecrypt Hash Workshop, 2007.

2. Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н., Арапов Н.К., Ергалиева Б.Б. Модификация схемы построения криптографических хеш-функций SPONGE. Вестник КазНИТУ. 2020;5(141):520-525.

3. Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н. Киберщит: О различных реализациях схемы построения криптографических хэш-функций “Sponge”. Материалы Международной научно-практической Web-конференции«Военно-техническое обеспечение деятельности вооруженных сил: мировой опыт и тенденции развития». Нур-Султан: Из-во НУО; 2020: 305-308.

4. Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н. О способах проектирования внутренней функции для схемы построения криптографических хеш-функций SPONGE. Вестник КазНИТУ. 2020;5(141):645-650.

5. Оспанов Р.М. Киберщит: О внутренней функции в схеме построения криптографических хеш-функций “Sponge”. Материалы Международной научно-практическойWeb-конференции«Военно-техническое обеспечение деятельности вооруженных сил: мировой опыт и тенденции развития». Нур-Султан: Из-во НУО; 2020: 351-353.