DeutschesFachbuch.de : Symmetrische Verschlüsselungsverfahren Design, Entwicklung und Kryptoanalyse klassischer moderner Chiffren Von Michael Miller

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Inhaltsverzeichnis
1 Kryptoanalyse klassischer Chiffrierverfahren 1
1.1 Einleitung. 2
1.2 Elemente der Verschlüsselung. 4
1.3 Monoalphabetische Substitutionschiffren. 7
1.4 Analyse monoalphabetischer Chiffren. 10
1.5 Beispiel: Analyse einer monoalphabetischen Chiffre. 13
1.6 Polyalphabetische Chiffrierverfahren. 20
1.7 Kasiski-Test. 25
1.8 Koinzidenzindex von Friedman. 27
1.9 Beispiel: Analyse einer polyalphabetischen Chiffre. 34
1.10 Permutationschiffren. 38
2 Die Kryptoanalyse der "Enigma"-Chiffre 43
2.1 Entwicklung kryptographischer Geräte zu Beginn des 20. Jahrhunderts. 44
2.2 Prinzip der Rotorchiffrierung. 49
2.3 Arbeitsweise der Wehrmachtsenigma. 51
2.4 Enigma-Schlüsselverfahren im zweiten Weltkrieg. 55
2.5 Polnische Analysen - 1926 bis 1939.57
2.6 Britische Analysen - 1939 bis 1945.64
3 Shannons Theorie der Kryptosysteme 73
3.1 Hintergrund und Notation. 74
3.2 Stochastische Modellierung. 78
3.3 Perfekte Chiffren - absolute Sicherheit. 81
3.4 Das One-Time-Pad. 84
3.5 Entropie. 88
3.6 Theorie der Kryptosysteme. 105
3.7 Konfusion und Diffusion. 111
4 Lucifer-Chiffre und der Data Encryption Standard 115
4.1 Grundlagen. 116
4.2 Die Lucifer-Algorithmen. 120
4.3 Struktur einer Feistel-Chiffre. 127
4.4 Geschichte des DES. 130
4.5 Beschreibung des DES-Algorithmus. 133
4.6 Beispiel einer DES-Verschlüsselung. 144
4.7 Betriebsarten einer Blockchiffre. 147
5 Differentielle Kryptoanalyse 149
5.1 Einleitung - Motivation. 150
5.2Übersicht zur Vorgehensweise der differentiellen Kryptoanalyse. 151
5.3 Grundlagen. 154
5.4 Analyse einer DES-Rundenfunktion. 158
5.5 Analyse des DES mit drei Runden. 163
5.6 Analyse des DES mit mehreren Runden. 164
5.7 Schlüsselbestimmung mit Hilfe der Charakteristik. 172
5.8 Differentielle Kryptoanalyse des DES mit sechs Runden. 174
5.9 Aufwandsanalyse und Aufwandsreduzierung. 176
5.10 Resultate der differentiellen Kryptoanalyse. 182
6 Lineare Kryptoanalyse 187
6.1 Einleitung - Motivation. 188
6.2 Grundlagen. 188
6.3Übersicht zur Vorgehensweise der linearen Approximation. 194
6.4 Analyse des DES mit drei Runden. 202
6.5 Analyse des DES mit fünf Runden. 204
6.6 Analyse des DES mit acht Runden. 207
6.7 Analyse des DES mit mehr als acht Runden. 216
6.8 Aufwand und Erfolgswahrscheinlichkeit der linearen Analyse. 218
7 Advanced Encryption Standard 223
7.1 Geschichte des AES. 224
7.2 Grobstruktur des Verschlüsselungsalgorithmus. 227
7.3 Notation. 230
7.4 Mathematische Grundlagen. 232
7.5 Beschreibung der einzelnen Verschlüsselungsschritte. 236
7.6 Struktur des Entschlüsselungsalgorithmus. 242
7.7 Auswahl der Rundenschlüssel. 249
7.8 Beispiel einer AES-Verschlüsselung. 253
8 Mathematische Grundlagen 255
8.1 Zahlentheorie. 255
8.1.1 Natürliche Zahlen und ganze Zahlen. 256
8.1.2 Modulare Arithmetik. 256
8.2 Algebra. 257
8.2.1 Gruppen. 257
8.2.2 Ringe. 259
8.2.3 Körper. 260
8.2.4 Polynomringe. 262
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Index
A
Abbildung, 188
- affine, 193
- approximieren, 194
- binäre, 189
- boolesche, 189
- linear, 188-194
- lineare, (Def.), 189
- Matrixdarstellung, 189
absolute Häufigkeit, 270
absolute Sicherheit, 81
Adams, Carlisle, 225
Advanced Encryption Standard, siehe AES
AES, 223-253
- Alg. Beschr., 236-242
- Alg. Eigensch., 224
- Auswahlkriterien, 224
- Beispiele, 253
- Bezeichnungen, 230-232
- Blocklänge, 224
- Byte-Sub, 229, 236-238
- Byte-Sub, invers, 243
- Column-Mix, 229, 239-242
- Column-Mix, invers, 243
- Entschl. Alg., 242-249
- Geschichte, 224-227
- Grobstruktur, 227-229
- Key-Add, 229, 242
- Key-Add, invers, 244
- Konferenz, 226
- Kosten, 224
- Mat. Grundlagen, 232-236
- Row-Shift, 229, 238-239
- Row-Shift, invers, 243
- Rundenschl., 249-251
- Schlüsselexpansion 128, 250
- Schlüsselexpansion 192, 251
- Schlüsselexpansion 256, 252
- Schlüssellänge, 224
- Sicherheit, 224
- Verschlüsselungsschritte, 229
- xtime, 240
affine Abbildung, 193
AGNUS, 70
Alberti, L. B, 3
Algebra, 257-269
Alphabet, 7
Alphabetring, 53
Analysebeispiel, 34-38
Anderson, Ross, 226
ANSI X 9.17, 210
Approximation
- 3 Runden DES, 202-204
- 5 Runden DES, 204-207
- 8 Runden DES, 207-214
- Beispiel, 199
- beste lineare, 194
- Blockchiffre, 199
- Definition, 194
- DES, 216
- DES, Gleichungen, 201
- DES, S 5, 195
- DES-Rundenfunktion, 200-202
- lineare, 194-202
- lineare, DES, 217
- Matrix (S 1), 198
- Matrix (S 5), 197
- Vorgehensweise, 194-202
Arithmetik, modular, 23, 256
AT&T, 84
Ausgabeblock, 119
Ausgabedifferenzen, 151
Austausch-Kontrollbit, 123
Auswahlblock, 191
Auswahlvektor, 191
AVA, 62
B
Basis, 268
Basis, Vektorraum, 189
Baudot, J. M., 84
Baudot-Code, 84
Bedingte Entropie, 101-103
Bedingte Entropie, Def., 101
Bedingte Entropie, Eigenschaften, 101-103
bedingte Wahrscheinlichkeit, 274-276
bekannter Klartext, Angriff, 24
Bernoulli Versuch, 278
Bernoulli, J., 278
Bertrande, Gustave, 57
Bigramm, 12
Biham, Eli, 132, 226
binäre Abbildung, 189
binäre Funktion, 189
Binomialverteilung, 218, 278
Bit, 87
Bit-Addition, 117
Bit-Permutation, 117
Bit-Substitution, 118
Biuro Szyfrów, 57
Bletchley Park, 64, 70
Block, 116
Block-Chiffre, 116
Blockchiffre, Betriebsarten, 147-148
Bolek, 57
Bomba, 62, 67
Bombe, 62, 67, 69
boolesche Abbildung, 189
boolesche Funktion, 189
britische Analysen, 64-71
Brown, Lawrie, 225
BS 4, 57
Buchstabenhäufigkeiten, 10
Byte, 116
Byte-Sub, AES, 229, 236-238
Byte-Sub, invers, 243
C
Caesar, J. G., 2
Caesar-Chiffre, 3
CAST-256, 225
CCITT-Code, 84
Ceasar-Chiffre, 2
Charakteristik, 164
- Beispiele, DES, 168-171
- Definition, 167
- DES, 167
- DES, 2 Runden, 170
- DES, 3 Runden, 170
- DES, eine Runde, 169
- Diagramm, 168
- Iterativ, 171
- Konkatenation, 170
- Schlüsselbestimmung, 172-174
- verfolgbare Bits, 176
- Wahrscheinlichkeit, 167, 176
Chiffre, 5
- Alberti, 3-4
- Block, 116
- Caesar, 2-3
- Freimaurer, 8
- perfekt, 81
- perfekt, Def., 81
- Permutation, 38-42
- polyalphabetisch, 20-34
- Substitution, 9
- Transposition, 38-42
- Vernam, 84
- Vigenère, 21-24
Chiffretext, 5
Chiffrieralgorithmus, 5
Chiffriermaschine, 43
- Convert M-134-C, 48
- Enigma, 43-71
- Geheimschreiber T-25, 48
- Hagelin C-36, 48
- M-209, 48
- Rotor, 49
- SIGABA, 48
- T-25, 48
- TYPEX, 48
Chiffrierverfahren, 5
Ciężki, Maksymilian, 57
cipertext only attack, 24
Cipher Block Chaining, 147
Cipher Feedback, 147
Ciphertext, 9
Code, Baudot, 84
Code, CCITT No. 2, 84
Codierung, 74
Column-Mix, AES, 229, 239-242
Convert M-134-C, 48
Coppersmith, Don, 132, 150
Coumn-Mix, invers, 243
Crypton, 225
D
Daemen, Joan, 226
Damm, Arvid Gerhard, 45
Data Encryption Standard, siehe DES
Datenschutzgesetz, 19
Dathus, L, 3
DEAL, 225
Dekodierung, 74
DES, 115-148
- Algorithmus, 134
- Anwendersicht, 117
- Approximation S 5, 195
- Approximationsgleichungen, 201
- Approximationsmatrix S 1, 198
- Approximationsmatrix S 5, 197
- Ausgangspermutation, 135
- Beispiel, 144
- Beschreibung, 133-141
- Betriebsarten, 147-148
- Designkriterien, 132
- Eingangspermutation, 135
- Entwicklungsdokumentation, 131
- Entwurfsziele, 150
- Entwurskriterien, 131
- Expansionsabbildung, 137
- Expansionspermutation, 137
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