Claude Shannon foreslo teknikken for forvirring og diffusjon for å fange de grunnleggende blokkene av en kryptografisk funksjon i stedet for å bruke en lang og tidkrevende statistikkmetode. Shannon var hovedsakelig bekymret for å forebygge kryptanalysen ved hjelp av statistisk analyse.
Årsaken bak den er som følger. Anta at angriperen har litt forståelse for de statistiske egenskapene til plaintext. For eksempel, i en menneskelig forståelig melding, kan frekvensfordelingen av alfabeter være kjent på forhånd. I så fall er kryptanalysen ganske enkelt å utføre hvor den kjente statistikken kan reflekteres i krypteringsteksten. Denne kryptanalysen kan sikkert utlede nøkkelen eller en del av nøkkelen. Det er grunnen til at Shannon foreslo to metoder, nemlig forvirring og diffusjon.
Sammenligningstabel
| Grunnlag for sammenligning | Forvirring | Spredning |
|---|---|---|
| grunn~~POS=TRUNC | Utnyttes for å generere vage krypterte tekster. | Brukes til å generere obskure, enkle tekster. |
| Søker etter | Lag en sammenheng mellom statistikk av kodeteksten og verdien av krypteringsnøkkelen så komplisert som mulig. | Det statistiske forholdet mellom plaintext og chiffertext er gjort så komplisert som mulig. |
| Oppnådd gjennom | Substitusjonsalgoritme | Transposisjon algoritme |
| Brukt av | Stream chiffer og blokkere kryptering | Bare blokkér kryptering. |
| Resultere i | Økt vaghet | Økt redundans |
Definisjon av forvirring
Forvirring er en kryptografisk teknikk utformet for å øke kløften av kodeteksten, i enkle ord sikrer teknikken at kodeteksten ikke gir noen anelse om ren tekst. I den oppgitte teknikken opprettholdes forholdet mellom statistikken for kodeteksten og verdien av krypteringsnøkkelen så kompleks som mulig. Selv om angriperen får litt kontroll over statistikken i chifferteksten, kunne han ikke hente nøkkelen, da måten nøkkelen ble brukt til å produsere det kiphertext er så komplisert.
Forvirringen kan oppnås ved å bruke substitusjon og kompleks scrambling algoritme som er avhengig av nøkkel og inngang (ren tekst).
Definisjon av diffusjon
Diffusjon er en kryptografisk teknikk oppfunnet for å øke overflødigheten til ren tekst for å skjule den statistiske strukturen i ren tekst for å forhindre forsøk på å utlede nøkkelen. I diffusjonen kan den statistiske strukturen av renteksten forsvinne i langdistansestatistikk av kiphertexten, og forholdet mellom dem er komplekst, slik at ingen kan utlede den opprinnelige nøkkelen.
Det oppnås ved å spre det enkle teksttekst-tallet over mange krypterte tekst-sifre, for eksempel når en enkelt bit av renteksten endres, må den påvirke hele chifferteksten, eller endringen må forekomme på hele chifferteksten.
I blokk-kryptering kan diffusjonen oppnås ved å bruke noen permutasjon på dataene med en funksjon til permutasjonen. Resultatet er at biten fra forskjellige stillinger i den opprinnelige tekst vil bidra til en enkelt bit av krypteringsteksten. Transformasjonen i blokk-krypteringen avhenger av nøkkelen.
Viktige forskjeller mellom forvirring og diffusjon
- Forvirringsteknikk brukes til å lage vage kryptertexter, mens diffusjon brukes til å generere obskure plaintexts.
- Forvirringen forsøker å gjøre den statistiske tilknytningen mellom rentekst og krypteringstekst så komplekst som mulig. Tvert imot forsøker diffusjonsteknikken å gjøre sammenhengen mellom statistikk av kodeteksten og verdien av krypteringsnøkkelen så komplisert som mulig.
- Substitusjonsalgoritmer kan benyttes for å oppnå forvirring. Imidlertid kan diffusjon oppnås ved bruk av transposisjonsteknikker.
- Blokkering er avhengig av forvirring og diffusjon, mens strømkodingen bare bruker forvirring.
Konklusjon
Forvirring og diffusjon er begge kryptografiske teknikker der det i forvirring er meningen å gjøre forhold mellom statistikken i krypteringsteksten og verdien av krypteringsnøkkelen så komplisert som mulig. På den annen side forsøker diffusjon å forklare den statistiske strukturen av plaintext ved å spre ut effekten av hvert enkelt enkelttekstsiffer over store del- eller kiphertekst-sifre.
