Клод Шеннон запропонував техніку плутанини і дифузії для захоплення фундаментальних блоків криптографічної функції, а не використання довгого і трудомісткого методу статистики. Шеннон головним чином турбувався про попередження криптоаналізу за допомогою статистичного аналізу.
Причиною цього є наступне. Припустимо, що зловмисник має певне розуміння статистичних характеристик відкритого тексту. Наприклад, у людському зрозумілому повідомленні частотний розподіл алфавітів може бути відомий заздалегідь. У цьому випадку криптоаналіз досить простий, коли відома статистика може бути відображена в зашифрованому тексті. Цей криптоаналіз, безумовно, може вивести ключ або якусь частину ключа. Саме тому Шеннон запропонував два способи - замішання і дифузія.
Діаграма порівняння
| Основа для порівняння | Плутанина | Дифузія |
|---|---|---|
| Основний | Використовується для створення нечітких текстів шифру. | Використовується для створення неясних, простих текстів. |
| Прагне | Зробити зв'язок між статистикою зашифрованого тексту та значенням ключа шифрування якомога складнішим. | Статистична залежність між відкритим текстом і зашифрованим текстом зроблена якомога складніше. |
| Досягнуто завдяки | Алгоритм заміщення | Алгоритм транспозиції |
| Використаний | Поточний шифр і блоковий шифр | Блокувати лише шифр. |
| Результат в | Підвищена невизначеність | Збільшення надмірності |
Визначення плутанини
Плутанина - це криптографічна техніка, розроблена для збільшення невизначеності тексту шифру, простими словами метод забезпечує, що текст шифру не дає підказки про відкритий текст. У даній методиці взаємозв'язок між статистикою тексту шифру і значенням ключа шифрування зберігається якомога складнішим. Навіть незважаючи на те, що зловмисник отримує певний контроль над статистикою зашифрованого тексту, він не може вивести ключ як спосіб, у який ключ використовувався для створення такого зашифрованого тексту настільки складно.
Плутанина може бути отримана за допомогою заміщення та складного алгоритму скремблювання, який спирається на ключ і вхід (відкритий текст).
Визначення дифузії
Дифузія - це криптографічна техніка, розроблена для збільшення надлишковості простого тексту, щоб приховати статистичну структуру відкритого тексту, щоб запобігти спробам вивести ключ. У дифузії статистична структура відкритого тексту може зникнути в дальній статистиці зашифрованого тексту, і зв'язок між ними складний, так що ніхто не може вивести вихідний ключ.
Це досягається шляхом поширення окремої цифри відкритого тексту над багатьма цифрами шифру, наприклад, коли один біт відкритого тексту змінюється, він повинен впливати на весь текст шифру або зміна повинна відбуватися на всьому тексті шифру.
У блочному шифрі дифузія може бути отримана шляхом застосування деякої перестановки на даних з функцією перестановки, результатом є те, що біт з різних позицій у вихідному відкритому тексті буде сприяти одному біту зашифрованого тексту. Перетворення в блочному шифрі залежить від ключа.
Основні відмінності між плутаниною та дифузією
- Метод плутанини використовується для створення нечітких зашифрованих текстів, тоді як дифузія використовується для створення неясних відкритих текстів.
- Плутанина намагається зробити статистичну асоціацію між відкритим текстом і шифротекстом якомога складнішими. Навпаки, техніка дифузії намагається зробити якомога складнішим кореляцію між статистикою зашифрованого тексту та значенням ключа шифрування.
- Алгоритми заміщення можуть бути використані для отримання плутанини. На відміну від цього, дифузія може бути досягнута за допомогою транспозиційних методів.
- Блоковий шифр спирається на плутанину, а також на дифузію, в той час як потоковий шифр використовує лише плутанину.
Висновок
Плутанина і дифузія є криптографічними методами, де в плутанині мета полягає в тому, щоб зробити зв'язок між статистикою зашифрованого тексту і значенням ключа шифрування якомога складнішим. З іншого боку, дифузія намагається затьмарити статистичну структуру відкритого тексту, поширюючи вплив кожної окремої цифри відкритого тексту над великою частиною чи цифрами шифрувального тексту.
