Устройство за криптиране-декриптиране
Употреба: в устройства за кодиране и криптиране на информация с помощта на публичен ключ. Същност на изобретението: от страната на предаване устройството съдържа генератор на ключове, единица за криптиране, умножител на публичен ключ, суматор по модул две и генератор на произволни числа, а от страната на приемане единица за генериране на публичен ключ, единици за инверсия на пермутация и неизродена матрица, обратна пермутация и умножители на неизродена матрица и декодер. 1 болен.
Изобретението се отнася до кодиране и криптиране на информация и може да се използва в устройства за предаване на информация за осигуряване на скрита комуникация с помощта на публичен ключ.
Известно е устройство, което съдържа от предавателната страна последователно свързан източник на информация, входен блок, криптиращ блок, разпределител и изходен блок, а от приемащата страна последователно свързан входен блок, разпределител, комутируем блок, декодер и изходен блок, свързан към потребител на информация [1].
Недостатъкът на устройството е относително ниската криптографска устойчивост.
Най-близкото по техническа същност до предложеното е устройство, съдържащо от страна на предаване последователно свързани източник на информация и енкодер, както и генератор на случайни числа и рандомайзер, чиито изходи са свързани към съответните входове на енкодера, а от страната на приемане - последователно свързани енкодер и приемник на информация, както и комуникационен канал, чиито входове са свързани към изходите на енкодера и генератора на ключове, а изходът е свързан към входа на декодера [2].
Недостатъкът на устройството е относително ниската криптографска устойчивост.
Необходимият технически резултат е повишаване на криптографската устойчивост.
Това се постига с факта, че устройствотосъдържащ от предавателната страна последователно свързан генератор на ключове и криптиращ блок, чийто другият вход е свързан към изхода на източника на информация, както и генератор на произволни числа, а от приемащата страна приемен блок, направен под формата на декриптиращ блок, чийто изход е свързан към потребителя на информация, както и комуникационен канал, допълнително въведени от предавателната страна са последователно свързан умножител на публичен ключ, чийто първи вход е свързан към изхода на криптиращия блок , а вторият вход е свързан към изхода на генератора на ключове и суматора по модул две, чийто втори вход е свързан към изхода на генератора на произволни числа, а изходът е свързан към първия вход на комуникационния канал, а от приемащата страна има блок за генериране на публичен ключ, направен под формата на матричен умножител, чийто изход е първият изход на блока за формиране на публичен ключ и е свързан към втория вход на комуникационния канал, както и формирането на матрицата за пермутация единица, чийто изход е вторият изход на единицата за формиране на публичен ключ, единицата за формиране на недегенерирана матрица, чийто изход е третият изход на единицата за формиране на публичен ключ, и матрицата за генериране на единицата за формиране, чиито изходи са свързани към съответните входове на матричния умножител, и последователно свързаната единица за инверсия на матрица за пермутация, въведена в приемащото устройство, чийто вход е свързан към втория изход на единицата за генериране на публичен ключ, обратен матричен умножител за пермутация, чийто втори вход е свързан към изхода на комуникационния канал, декодиращата единица и умножителят към обратната неизродена матрица, чийто изход е свързан към входа на декодиращата единица, и единицата за неизродена матрична инверсия, чийто вход е свързан към третия изход на формиращата единица, е отворен ключ, а изходът е свързан къмвторият вход на множителя от обратната неособена матрица.
Анализът на научно-техническата литература показа, че преди датата на подаване на заявката не е имало устройства с горния набор от характеристики. Следователно предложението отговаря на изискването за новост.
В допълнение, желаният резултат се постига от целия нововъведен набор от характеристики, който в тази комбинация не е открит в известната научна и техническа литература. Следователно предложението отговаря на изискването за изобретателска стъпка.
В същото време дизайнът на всички елементи на устройството е разкрит до ниво, което позволява стандартен инженерен дизайн и производство. Следователно предложението отговаря на изискването за индустриална приложимост.
Чертежът показва електрическа блокова схема на криптиращо-декриптиращо устройство.
Устройството за шифроване-декриптиране съдържа от предаващата страна последователно свързан генератор на ключове 1, криптиращ блок 2, другият вход на който е информационният вход на устройството, умножител на публичен ключ 3, чийто другият вход е свързан към първия изход на комуникационния канал 4, и суматор 5 по модул две, както и генератор на случайни числа 6, чийто изход е свързан към друг вход на суматора 5 по модул две, чийто изход е свързан към входа на комуникационния канал 4, а от приемащата страна устройството съдържа единица за генериране на публичен ключ, направена под формата на единица за формиране на матрица за пермутация 8, единица за формиране на недегенерирана матрица 9 и единица за формиране на матрица на генератор 10, изходите на които са свързани към съответните входове на матричния умножител 11, чийто изход е свързан към входа на комуникационния канал 4, и приемното устройство 12, направено в формата на последователно свързан множител 13 към обратната пермутацияматрица, чийто първи вход е свързан към изхода на комуникационния канал 4, блока за декодиране 14, умножителя 15 от обратната неизродена матрица и блока за декодиране 16, чийто изход е информационният изход на устройството, както и блока за инверсия на неизродена матрица 17, чийто вход е свързан към изхода на блока 9 за формиране на неизродената ма trix, а изходът е свързан към втория вход на умножителя 15 чрез обратната неизродена матрица и блока 18 за обръщане на матрицата на пермутация, входът, който е свързан към изхода на блок 8 за формиране на матрицата на пермутация, а изходът е свързан към втория вход на умножителя 13 към обратната матрица на пермутация.
Генератори 1 и 6 могат да бъдат направени под формата на стандартни генератори [3], блокове 2, 14, 16 - под формата на подобни блокове, описани в [4], останалите блокове под формата на ROM, информация за програмиране, която е дадена в [5, 6] и в описанието на работата на устройството.
Устройството за криптиране-декриптиране работи по следния начин.
Преди това от приемащата страна в блока 7, генериращ публичния ключ, се формира публичен ключ. За целта в блок 8 се формира пермутационна матрица Г с размерност n x n, във всеки ред и във всяка колона от които има единица на произволна позиция, а останалите са нули. В блок 9 се формира произволна неизродена матрица H с размерност k x k, състояща се от единици и нули. В блок 10 се формира генерираща матрица R с размерност k x n на някакъв код, например кодът на Рийд-Мюлер [4]. Матриците, образувани от блокове 8 - 10, се умножават в умножителя 11, който образува матрица E = H R G с размерност k x n, състояща се от нули и единици и е публичен ключ, предаван на предаващата страна чрез комуникационен канал 4.
От страната на предаване генератор 1 генерира k-битово произволно число- вектор a с дължина k, състоящ се от 0 и 1, който влиза в криптиращия блок 2, на другия вход на който постъпва информация И от източника на информация под формата на последователност от единици и нули. В криптиращия блок 2 информацията се криптира с помощта на ключа a, което води до формирането на вектор c , който влиза в умножителя 3, в който векторите a и ci се умножават по матрицата E (публичен ключ). В резултат на това се формират вектори с дължина n, които се добавят по модул две в суматора 5 със случайни вектори с дължина n с тегло на Hamming не по-високо от t (t е броят на грешките, които декодиращата единица 14 може да декодира). Получените вектори f'i от изхода на суматора 5 през комуникационния канал 4 се подават на входа на умножителя 13, на другия вход на който постъпва обратната пермутационна матрица Г -1 от блок 18. Резултатът от умножението f''i = f'i Г -1 постъпва в декодиращия блок 14, в който се декодира векторът f''i и се формират векторите a', всеки от които се умножава по матрица H -1 в умножителя 15. Получените вектори a и ci постъпват в блока за дешифриране 16, на изхода на който се генерира декриптирано съобщение от източника на информация I.
За ограничен брой съобщения е възможно пълно изброяване на съобщенията, за да се идентифицират предадените съобщения. В предложеното устройство броят на възможните съобщения се увеличава 2k пъти, където k е дължината на ключа, даден от генератора 1. Това значително увеличава сложността на криптоанализа, което прави възможно постигането на желания технически резултат.
Източници на информация 1. Копничев Л.Н. Принципи на изграждане на оборудване за предаване на дискретна информация. - М.: Съобщение, 1972, стр. 52, 72.
3. Lidl R., Niederreiter G. Крайни полета. Т. 2., - М .: Мир, 1988.
4. Blahut R. Теория и практика на кодове за контрол на грешки. - М:Мир, 1984 г.
5. Gantmakher F.R. Теория на матрицата. - М., Наука, 1988.
6. McWilliams и др.Теория на кодовете за коригиране на грешки. - М.: Съобщение, 1979.
Криптиращо-декриптиращо устройство, съдържащо от предавателната страна генератор на ключове и криптиращ блок, свързани последователно, другият вход на който е свързан към изхода на източника на информация, както и генератор на произволни числа, а от страната на приемане - приемен блок, направен под формата на декриптиращ блок, чийто изход е свързан към потребителя на информация, както и комуникационен канал, характеризиращ се с това, че на предавателната страна е въведен последователно свързан умножител на публичен ключ, чийто първи вход е свързан към изхода на шифъра суматор по модул две, чийто втори вход е свързан към изхода на генератора на случайни числа, а изходът е свързан към първия вход на комуникационния канал, а от приемащата страна - блок за генериране на публичен ключ, направен под формата на матричен умножител, чийто изход е първият изход на блока за генериране на публичен ключ и е свързан към втория вход на комуникационния канал, както и блока за формиране на матрица на пермутация, чийто изход е вторият изход на единицата за генериране на публичен ключ, единицата за формиране на недегенерирана матрица, чийто изход е третият изход на единицата за генериране на публичен ключ, и единицата за генериране на матрица, чиито изходи са свързани към съответните входове на матричния умножител, и серийно свързаната единица за инверсия на матрицата на пермутация, чийто вход е свързан към втория изход на единицата за формиране на публичен ключ, умножителят чрез обратната матрица на пермутация , чийто втори вход е свързан към изхода на комуникационния канал, декодиращия блок и умножителя чрез обратна неизроденаматрица, чийто изход е свързан към входа на декриптиращия блок, както и модул за инверсия на несингулярна матрица, чийто вход е свързан към третия изход на блока за генериране на публичен ключ, а изходът е свързан към втория вход на умножителя на обратната несингулярна матрица.