У сфері класичної криптографії система GSM, яка розшифровується як Глобальна система мобільного зв’язку, використовує 11 регістрів зсуву лінійного зворотного зв’язку (LFSR), з’єднаних між собою для створення надійного потокового шифру. Основна мета використання кількох LFSR у поєднанні полягає в підвищенні безпеки механізму шифрування шляхом збільшення складності та випадковості згенерованого потоку шифрів. Цей метод спрямований на запобігання потенційним зловмисникам і забезпечення конфіденційності та цілісності переданих даних.
LFSR є фундаментальним компонентом у створенні потокових шифрів, типу алгоритму шифрування, який працює з окремими бітами. Ці регістри здатні генерувати псевдовипадкові послідовності на основі їх початкового стану та механізму зворотного зв’язку. Завдяки об’єднанню 11 LFSR у системі GSM досягається більш складний і витончений потоковий шифр, що значно ускладнює розшифровку зашифрованих даних неавторизованим сторонам без відповідного ключа.
Використання кількох LFSR у каскадній конфігурації пропонує кілька переваг з точки зору криптографічної міцності. По-перше, це збільшує період згенерованої псевдовипадкової послідовності, що має вирішальне значення для запобігання статистичним атакам, спрямованим на використання шаблонів у потоці шифру. Завдяки 11 LFSR, що працюють разом, довжина створеної послідовності стає значно довшою, підвищуючи загальну безпеку процесу шифрування.
Крім того, взаємозв’язок кількох LFSR вносить вищий ступінь нелінійності в потік шифру, роблячи його більш стійким до методів криптоаналізу, таких як кореляційні атаки. Завдяки поєднанню виходів різних LFSR отриманий шифрований потік демонструє підвищену складність і непередбачуваність, що ще більше зміцнює безпеку схеми шифрування.
Крім того, використання 11 LFSR в системі GSM сприяє маневреності ключів, дозволяючи ефективно генерувати велику кількість унікальних потоків шифру на основі різних комбінацій ключів. Ця функція підвищує загальну безпеку системи, дозволяючи часті зміни ключів, тим самим зменшуючи ймовірність успішних атак на основі відомого відкритого тексту або методів відновлення ключів.
Важливо відзначити, що в той час як використання 11 LFSR в системі GSM підвищує безпеку потокового шифру, правильні практики керування ключами є однаково важливими для захисту конфіденційності зашифрованих даних. Забезпечення безпечного створення, розповсюдження та зберігання ключів шифрування має першочергове значення для підтримки цілісності криптографічної системи та захисту від потенційних уразливостей.
Інтеграція 11 регістрів зсуву лінійного зворотного зв’язку в систему GSM для реалізації потокового шифру служить стратегічним заходом для підвищення безпеки механізму шифрування. Використовуючи потужність і складність кількох LFSR, система GSM підвищує конфіденційність і цілісність переданих даних, тим самим зменшуючи ризик несанкціонованого доступу та забезпечуючи безпечний зв’язок у мобільних мережах.
Інші останні запитання та відповіді щодо Основи класичної криптографії EITC/IS/CCF:
- Чи виграв шифр Rijndael у конкурсі NIST на те, щоб стати криптосистемою AES?
- Що таке криптографія з відкритим ключем (асиметрична криптографія)?
- Що таке атака грубої сили?
- Чи можемо ми сказати, скільки незвідних поліномів існує для GF(2^m)?
- Чи можуть два різні входи x1, x2 створити однаковий вихід y у стандарті шифрування даних (DES)?
- Чому в FF GF(8) незвідний поліном сам не належить тому самому полю?
- На етапі S-боксів у DES, оскільки ми зменшуємо фрагмент повідомлення на 50%, чи є гарантія, що ми не втратимо дані та повідомлення залишиться відновлюваним/розшифрованим?
- Чи можливо при атаці на один LFSR зіткнутися з комбінацією зашифрованої та розшифрованої частини передачі довжиною 2 м, з якої неможливо побудувати розв’язну систему лінійних рівнянь?
- У разі атаки на один LFSR, якщо зловмисники захоплюють 2 м бітів із середини передачі (повідомлення), чи можуть вони все одно обчислити конфігурацію LSFR (значення p) і чи можуть вони розшифрувати у зворотному напрямку?
- Наскільки дійсно випадковими є TRNG, засновані на випадкових фізичних процесах?
Більше запитань і відповідей дивіться в Основах класичної криптографії EITC/IS/CCF