ГОСТ 34.13-2018 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Режимы работы блочных шифров

ГОСТ 34.13-2018

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Информационная технология

КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ

Режимы работы блочных шифров

Information technology. Cryptographic data security. Modes of operation for block ciphers

МКС 35.030*

________________

* Измененная редакция, Изм. N 1.

Дата введения 2019-06-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Центром защиты информации и специальной связи ФСБ России с участием Открытого акционерного общества "Информационные технологии и коммуникационные системы" (ОАО "ИнфоТеКС") и Общества с ограниченной ответственностью "КРИПТО-ПРО" (ООО "КРИПТО-ПРО")

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 26 "Криптографическая защита информации"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по метрологии, стандартизации и сертификации (протокол от 29 ноября 2018 г. N 54)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	АМ	Минэкономики Республики Армения
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Туркмения	ТМ	Главгосслужба "Туркменстандартлары"

(Поправка. ИУС N 1-2021).

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2018 г. N 1062-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34.13-2018 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2019 г.

5 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 34.13-2015, Р 1323565.1.017-2018, Р 1323565.1.026-2019

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6 ВЗАМЕН ГОСТ 28147-89 в части раздела 2 "Режим простой замены"; раздела 3 "Режим гаммирования"; раздела 4 "Режим гаммирования с обратной связью"; раздела 5 "Режим выработки имитовставки"

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2021 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 13.10.2023 N 1131-ст c 01.11.2023

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 2, 2024

Введение

Настоящий стандарт содержит описание режимов работы блочных шифров. Данные режимы работы блочных шифров определяют правила криптографического преобразования данных и выработки имитовставки для сообщений произвольного размера.

Необходимость разработки настоящего стандарта вызвана потребностью в определении режимов работы блочных шифров, соответствующих современным требованиям к криптографической стойкости.

Настоящий стандарт терминологически и концептуально увязан с международными стандартами ИСО/МЭК 9797-1* [1], ИСО/МЭК 10116 [2], ИСО/МЭК 10118-1 [3], ИСО/МЭК 18033-1 [4], ИСО/МЭК 14888-1 [5].

Примечание - Основная часть стандарта дополнена приложением А "Контрольные примеры".

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на криптографическую защиту информации и определяет режимы работы блочных шифров.

Режимы работы блочных шифров, определенные в настоящем стандарте, рекомендуется использовать при разработке, производстве, эксплуатации и модернизации средств криптографической защиты информации в системах обработки информации различного назначения.

2 Термины, определения и обозначения

2.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1.1 алгоритм зашифрования (encryption algorithm): Алгоритм, реализующий зашифрование, т.е. преобразующий открытый текст в шифртекст.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.2 алгоритм расшифрования (decryption algorithm): Алгоритм, реализующий расшифрование, т.е. преобразующий шифртекст в открытый текст.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.3 базовый блочный шифр (basic block cipher): Блочный шифр, реализующий при каждом фиксированном значении ключа одно обратимое отображение множества блоков открытого текста фиксированной длины в блоки шифртекста такой же длины.

2.1.4 блок (block): Строка бит определенной длины.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.5 блочный шифр (block cipher): Шифр из класса симметричных криптографических методов, в котором алгоритм зашифрования применяется к блокам открытого текста для получения блоков шифртекста.

Примечания

1 Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2 В настоящем стандарте установлено, что термины "блочный шифр" и "алгоритм блочного шифрования" являются синонимами.

2.1.6 дополнение (padding): Приписывание дополнительных бит к строке бит.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 10118-1 [3].

2.1.7 зацепление блоков (block chaining): Шифрование информации таким образом, что каждый блок шифртекста криптографически зависит от предыдущего блока шифртекста.

2.1.8 зашифрование (encryption): Обратимое преобразование данных с помощью шифра, который формирует шифртекст из открытого текста.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.9 имитовставка (message authentication code): Строка бит фиксированной длины, полученная применением симметричного криптографического метода к сообщению, добавляемая к сообщению для обеспечения его целостности и аутентификации источника данных.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 9797-1 [1].

2.1.10 ключ (key): Изменяемый параметр в виде последовательности символов, определяющий криптографическое преобразование.

Примечания

1 Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2 В настоящем стандарте рассматриваются ключи только в виде последовательности двоичных символов (битов).

2.1.11 начальное значение (starting variable): Значение, возможно, полученное из синхропосылки и используемое для задания начальной точки режима работы блочного шифра.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 10116 [2].

2.1.12 открытый текст (plaintext): Незашифрованная информация.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 10116 [2].

2.1.13 расшифрование (decryption): Операция, обратная к зашифрованию.

Примечания

1 Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2 В настоящем стандарте в целях сохранения терминологической преемственности по отношению к нормативным документам, действующим на территории государства, принявшего настоящий стандарт, и опубликованным ранее на русском языке научно-техническим изданиям применяется термин "шифрование", объединяющий операции, определенные терминами "зашифрование" и "расшифрование". Конкретное значение термина "шифрование" определяется в зависимости от контекста упоминания.

2.1.14 симметричный криптографический метод (symmetric cryptographic technique): Криптографический метод, использующий один и тот же ключ для преобразования, осуществляемого отправителем, и преобразования, осуществляемого получателем.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.15 синхропосылка (initializing value): Комбинация знаков, передаваемая по каналу связи и предназначенная для инициализации алгоритма шифрования.

2.1.16 сообщение (message): Строка бит произвольной конечной длины.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 14888-1 [5].

2.1.17 счетчик (counter): Строка бит длины, равной длине блока блочного шифра, используемая при шифровании в режиме гаммирования.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 10116 [2].

2.1.18 шифр (cipher): Криптографический метод, используемый для обеспечения конфиденциальности данных, включающий алгоритм зашифрования и алгоритм расшифрования.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 18033-1 [4].

2.1.19 шифртекст (ciphertext): Данные, полученные в результате зашифрования открытого текста в целях скрытия его содержания.

Примечание - Адаптировано из ИСО/МЭК 10116 [2].

2.1.20 ассоциированные данные (associated data): Данные, для которых обеспечивается целостность, но не обеспечивается конфиденциальность.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.1.21 зашифрование с выработкой имитовставки (authenticated encryption): Операция, состоящая из зашифрования открытого текста и вычисления имитовставки от открытого текста и ассоциированных данных, с использованием одного ключа в обоих преобразованиях.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.1.22 расшифрование с проверкой имитовставки (authenticated decryption): Операция, обратная к зашифрованию с выработкой имитовставки, состоящая из проверки имитовставки и последующего расшифрования шифртекста в случае успешного завершения проверки.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

V* -		множество всех двоичных строк конечной длины, включая пустую строку;
-		множество всех двоичных строк длины s, где s - целое неотрицательное число; нумерация подстрок и компонент строки осуществляется справа налево, начиная с нуля;
-		число компонент (длина) строки (если A - пустая строка, то =0);
-		конкатенация строк A, , т.е. строка из , в которой подстрока с бoльшими номерами компонент из совпадает со строкой А, а подстрока с меньшими номерами компонент из совпадает со строкой В;
-		строка, состоящая из r нулей;
-		операция покомпонентного сложения по модулю 2 двух двоичных строк одинаковой длины;
-		кольцо вычетов по модулю ;
-		операция сложения в кольце ;
-		операция вычисления остатка от деления целого числа х на целое положительное число ;
-							отображение, ставящее в соответствие строке , ms, строку , , i=0, 1, …, m-1;
-							отображение, ставящее в соответствие строке , ms, строку , , i=0, 1, …, m-1;
-			операция логического сдвига строки A на r компонент в сторону компонент, имеющих бoльшие номера. Если , то , причем
-						отображение, ставящее в соответствие строке многочлен ;
-						биективное отображение, сопоставляющее элементу кольца его двоичное представление, т.е. для любого элемента , представленного в виде , где , i=0, 1, ..., s-1, выполнено равенство ;
-					отображение, обратное к отображению , т.е. ;
k -	параметр алгоритма блочного шифрования, называемый длиной ключа;
n -	параметр алгоритма блочного шифрования, называемый длиной блока;
-				отображение, реализующее базовый алгоритм блочного шифрования и осуществляющее преобразование блока открытого текста с использованием ключа (шифрования) в блок шифртекста ;
-			отображение, реализующее зашифрование с использованием ключа , т.е. для всех ;
-			отображение, реализующее расшифрование с использованием ключа , т.е. ;
				- битовая строка, являющаяся результатом покомпонентного сложения по модулю 2 битовых строк одинаковой длины. Суммой строк , ..., называется строка ;
				- отображение, определенное для и , где под многочленом понимается примитивный многочлен степени n над полем GF(2) с наименьшим количеством ненулевых коэффициентов, который является первым в списке таких многочленов, упорядоченных лексикографически по возрастанию векторов коэффициентов. Для n=64 порождающим многочленом является , для n=128 порождающим многочленом является . В случае отображение ставит в соответствие двум элементам поля и элемент поля , который является результатом умножения элементов a(x) и b(x) в поле . В случае отображение ставит в соответствие двум строкам и , , строку , ; строка c является результатом применения функции к произведению двух многочленов и в поле ;
, n кратно 2				- отображение, ставящее в соответствие строке , где L, , строку ;
, n кратно 2				- отображение, ставящее в соответствие строке , где L, , строку ;
, n кратно 2				- отображение, ставящее в соответствие строке , , строку ;
				- процедура инициализации, определенная в 4.2;
				- процедура усечения, определенная в 4.3.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3 Общие положения

Настоящий стандарт определяет следующие режимы работы алгоритмов блочного шифрования:

- режим гаммирования с преобразованием ключа (CTR-ACPKM, англ. Counter Advanced Cryptographic Prolongation of Key Material);

- режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными (AEAD, англ. Authenticated Encryption with Associated Data);

- режим простой замены (ЕСВ, англ. Electronic Codebook);

- режим гаммирования (CTR, англ. Counter);

- режим гаммирования с обратной связью по выходу (OFB, англ. Output Feedback);

- режим простой замены с зацеплением (СВС, англ. Cipher Block Chaining);

- режим гаммирования с обратной связью по шифртексту (CFB, англ. Cipher Feedback);

- режим выработки имитовставки (англ. Message Authentication Code algorithm).

Режим гаммирования может использоваться в качестве режима для блочных шифров с длиной блока n, кратной 2, режим гаммирования с преобразованием ключа может использоваться в качестве режима для блочных шифров с длиной блока n, кратной 8, режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными может использоваться в качестве режима для блочных шифров с длиной блока n=64 и n=128, остальные режимы могут использоваться в качестве режимов для блочных шифров с произвольной длиной блока n.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4 Вспомогательные операции

4.1 Дополнение сообщения

4.1.1 Общие положения

Отдельные из описанных ниже режимов работы (режим гаммирования, режим гаммирования с обратной связью по выходу, режим гаммирования с обратной связью по шифртексту) могут осуществлять криптографическое преобразование сообщений произвольной длины. Для других режимов (режим простой замены, режим простой замены с зацеплением) требуется, чтобы длина сообщения была кратна некоторой величине . В последнем случае при работе с сообщениями произвольной длины необходимо применение процедуры дополнения сообщения до требуемой длины. Ниже приведены три процедуры дополнения.

Пусть исходное сообщение, подлежащее зашифрованию.

4.1.2 Процедура 1

Пусть . Положим

Примечание - Описанная процедура в некоторых случаях не обеспечивает однозначного восстановления исходного сообщения. Например, результаты дополнения сообщений , такого что для некоторого q, и будут одинаковы. В этом случае для однозначного восстановления необходимо дополнительно знать длину исходного сообщения.

4.1.3 Процедура 2

Пусть . Положим

Примечание - Данная процедура обеспечивает однозначное восстановление исходного сообщения. При этом если длина исходного сообщения кратна , то длина дополненного сообщения будет увеличена.

4.1.4 Процедура 3

Пусть .

В зависимости от значения r возможны случаи:

- если , то последний блок не изменяется P*=P;

- если , то применяется процедура 2.

Примечания

1 Данная процедура обязательна для режима выработки имитовставки (5.6) и не рекомендуется для использования в других режимах (5.1-5.5).

2 Выбор конкретной процедуры дополнения предоставляется разработчику информационной системы и/или регламентируется другими нормативными документами.

4.2 Выработка начального значения

В некоторых режимах работы используются величины, начальное значение которых вычисляется на основании синхропосылки IV; обозначим через m суммарную длину указанных величин. Будем обозначать процедуру выработки начального значения через : и называть процедурой инициализации. Будем называть процедуру инициализации тривиальной, если . Если не оговорено иное, будем считать, что используется тривиальная процедура инициализации на основе синхропосылки необходимой длины.

Во всех описываемых в настоящем стандарте режимах работы не требуется обеспечение конфиденциальности синхропосылки. Вместе с тем процедура выработки синхропосылки должна удовлетворять одному из следующих требований:

- значения синхропосылки для режимов простой замены с зацеплением и гаммирования с обратной связью по шифртексту необходимо выбирать случайно, равновероятно и независимо друг от друга из множества всех допустимых значений. В этом случае значение каждой используемой синхропосылки IV должно быть непредсказуемым (случайным или псевдослучайным): зная значения всех других используемых синхропосылок, значение IV нельзя определить с вероятностью большей, чем ;

- все значения синхропосылок, выработанных для зашифрования на одном и том же ключе в режимах гаммирования, гаммирования с преобразованием ключа, аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными, должны быть уникальными, т.е. попарно различными. Для выработки значений синхропосылок может быть использован детерминированный счетчик;

- значение синхропосылки для режима гаммирования с обратной связью по выходу должно быть либо непредсказуемым (случайным или псевдослучайным), либо уникальным.

Примечание - Режим простой замены не предусматривает использования синхропосылки.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3 Процедура усечения

В некоторых режимах используется усечение строк длины n до строк длины s, sn, с использованием функции , т.е. в качестве операции усечения используется операция взятия бит с бльшими номерами.

4.4 Процедура преобразования ключа

Для преобразования ключа используется функция ACPKM, которая принимает на вход ключ K длины 256 бит и преобразует его в ключ K' той же длины.

Функция ACPKM использует базовый алгоритм блочного шифрования и определяется следующим образом:

где , , .

Константа в шестнадцатеричной системе счисления задана следующим образом:

D=808182838485868788898a8b8c8d8e8f909192939495969798999a9b9c9d9e9f.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

5 Режимы работы алгоритмов блочного шифрования

5.1 Режим простой замены

5.1.1 Общие положения

Длина сообщений, зашифровываемых в режиме простой замены, должна быть кратна длине блока базового алгоритма блочного шифрования n, поэтому при необходимости к исходному сообщению должна быть предварительно применена процедура дополнения.

Зашифрование (расшифрование) в режиме простой замены заключается в зашифровании (расшифровании) каждого блока текста с помощью базового алгоритма блочного шифрования.

5.1.2 Зашифрование

Открытый и при необходимости дополненный текст , , представляется в виде: , , i=1, 2,..., q. Блоки шифртекста вычисляют по следующему правилу:

, i=1, 2,..., q. (1)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме простой замены показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Зашифрование в режиме простой замены

5.1.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде: , , i=1, 2, ... q. Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

, i=1, 2, ..., q. (2)

Исходный (дополненный) открытый текст имеет вид:

Примечание - Если к исходному открытому тексту была применена процедура дополнения, то после расшифрования следует провести обратную процедуру. Для однозначного восстановления сообщения может потребоваться знание длины исходного сообщения.

Расшифрование в режиме простой замены показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Расшифрование в режиме простой замены

5.2 Режим гаммирования

5.2.1 Общие положения

Параметром режима гаммирования является целочисленная величина s, 0<sn. При использовании режима гаммирования не требуется применение процедуры дополнения сообщения.

Для зашифрования (расшифрования) каждого отдельного открытого текста на одном ключе используется значение уникальной синхропосылки .

Зашифрование в режиме гаммирования заключается в покомпонентном сложении открытого текста с гаммой шифра, которая вырабатывается блоками длины s путем зашифрования последовательности значений счетчика , i=1, 2,..., базовым алгоритмом блочного шифрования с последующим усечением. Начальным значением счетчика является . Последующие значения счетчика вырабатываются с помощью функции Add: следующим образом:

. (3)

5.2.2 Зашифрование

Открытый текст представляется в виде , , i=1, 2,..., q-1, , . Блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

(4)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме гаммирования показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Зашифрование в режиме гаммирования

5.2.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде: , , i=1, 2,..., q-1, , .

Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

(5)

Исходный открытый текст имеет вид:

Расшифрование в режиме гаммирования показано на рисунке 4.

Рисунок 4 - Расшифрование в режиме гаммирования

5.3 Режим гаммирования с обратной связью по выходу

5.3.1 Общие положения

Параметрами режима гаммирования с обратной связью по выходу являются целочисленные величины s и m, 0<sn, , z1 - целое число.

При использовании режима гаммирования с обратной связью по выходу не требуется применение процедуры дополнения сообщения.

При шифровании на одном ключе для каждого отдельного открытого текста используется значение уникальной или непредсказуемой (случайной или псевдослучайной) синхропосылки .

При шифровании в режиме гаммирования с обратной связью по выходу используется двоичный регистр сдвига R длины m. Начальным заполнением регистра является значение синхропосылки IV.

Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу заключается в покомпонентном сложении открытого текста с гаммой шифра, которая вырабатывается блоками длины s. При вычислении очередного блока гаммы выполняется зашифрование n разрядов регистра сдвига с бльшими номерами базовым алгоритмом блочного шифрования. Затем заполнение регистра сдвигается на n бит в сторону разрядов с бльшими номерами, при этом в разряды с меньшими номерами записывается полученный выход базового алгоритма блочного шифрования. Блок гаммы вычисляется путем усечения выхода базового алгоритма блочного шифрования.

5.3.2 Зашифрование

Открытый текст представляется в виде *, , i=1, 2,..., q-1, , . Блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

________________

* Формула соответствует оригиналу. - .

(6)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу показано на рисунке 5.

Рисунок 5 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу

5.3.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде: , , i=1, 2,..., q-1, , .

Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

(7)

Исходный открытый текст имеет вид:

Расшифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу показано на рисунке 6.

Рисунок 6 - Расшифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу

5.4 Режим простой замены с зацеплением

5.4.1 Общие положения

Параметром режима простой замены с зацеплением является целочисленная величина m, , z1 - целое число.

Длина сообщений, зашифровываемых в режиме простой замены с зацеплением, должна быть кратна длине блока базового алгоритма блочного шифрования n, поэтому при необходимости к исходному сообщению должна быть предварительно применена процедура дополнения.

При шифровании на одном ключе для каждого отдельного открытого текста используется значение непредсказуемой (случайной или псевдослучайной) синхропосылки .

При шифровании в режиме простой замены с зацеплением используется двоичный регистр сдвига R длины m. Начальным заполнением регистра является значение синхропосылки IV.

В режиме простой замены с зацеплением очередной блок шифртекста получается путем зашифрования результата покомпонентного сложения значения очередного блока открытого текста со значением n разрядов регистра сдвига с бoльшими номерами. Затем регистр сдвигается на один блок в сторону разрядов с бoльшими номерами. В разряды с меньшими номерами записывается значение блока шифртекста.

5.4.2 Зашифрование

Открытый и при необходимости дополненный текст , , представляется в виде: , , i=1, 2,..., q. Блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

(8)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме простой замены с зацеплением показано на рисунке 7.

Рисунок 7 - Зашифрование в режиме простой замены с зацеплением

5.4.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде , , i=1, 2,..., q. Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

(9)

Исходный (дополненный) открытый текст имеет вид:

Расшифрование в режиме простой замены с зацеплением показано на рисунке 8.

Рисунок 8 - Расшифрование в режиме простой замены с зацеплением

5.5 Режим гаммирования с обратной связью по шифртексту

5.5.1 Общие положения

Параметрами режима гаммирования с обратной связью по шифртексту являются целочисленные величины s и m, 0<sn, nm.

В конкретной системе обработки информации на длину сообщения P может как накладываться ограничение , так и не накладываться никаких ограничений. В случае если такое ограничение накладывается, к исходному сообщению при необходимости должна быть предварительно применена процедура дополнения.

При шифровании в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту используется двоичный регистр сдвига R длины m. Начальным заполнением регистра является значение синхропосылки IV.

Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту заключается в покомпонентном сложении открытого текста с гаммой шифра, которая вырабатывается блоками длины s. При вычислении очередного блока гаммы выполняется зашифрование n разрядов регистра сдвига с бльшими номерами базовым алгоритмом блочного шифрования с последующим усечением. Затем заполнение регистра сдвигается на s разрядов в сторону разрядов с бльшими номерами, при этом в разряды с меньшими номерами записывается полученный блок шифртекста, являющийся результатом покомпонентного сложения гаммы шифра и блока открытого текста.

5.5.2 Зашифрование

Открытый текст представляется в виде , , i=1, 2,..., q-1, , . Блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

(10)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту показано на рисунке 9.

Рисунок 9 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту

5.5.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде: , , i=1, 2,..., q-1, , . Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

(11)

Исходный открытый текст имеет вид:

Расшифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту показано на рисунке 10.

Рисунок 10 - Расшифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту

5.6 Режим выработки имитовставки

5.6.1 Общие положения

Режим выработки имитовставки, описание которого представлено ниже, реализует конструкцию OMAC1 (стандартизован в ISO под названием CMAC [1]).

Параметром режима является длина имитовставки (в битах) 0<sn.

5.6.2 Выработка вспомогательных ключей

При вычислении значения имитовставки используются вспомогательные ключи, которые вычисляются с использованием ключа K. Длины вспомогательных ключей равны длине блока n базового алгоритма блочного шифрования.

Процедура выработки вспомогательных ключей может быть представлена в следующем виде:

где , .

Если значение n отлично от 64 и 128, необходимо использовать следующую процедуру определения значения константы . Рассмотрим множество примитивных многочленов степени n над полем GF(2) с наименьшим количеством ненулевых коэффициентов. Упорядочим это множество лексикографически по возрастанию векторов коэффициентов и обозначим через первый многочлен в этом упорядоченном множестве.

Рассмотрим поле , зафиксируем в нем степенной базис и будем обозначать операцию умножения в этом поле символом . Вспомогательные ключи и вычисляются следующим образом:

(12)

Примечание - Вспомогательные ключи и и промежуточное значение R наряду с ключом K являются секретными параметрами. Компрометация какого-либо из этих значений приводит к возможности построения эффективных методов анализа всего алгоритма.

5.6.3 Вычисление значения имитовставки

Процедура вычисления значения имитовставки похожа на процедуру зашифрования в режиме простой замены с зацеплением при m=n и инициализации начального заполнения регистра сдвига значением : на вход алгоритму шифрования подается результат покомпонентного сложения очередного блока текста и результата зашифрования на предыдущем шаге. Основное отличие заключается в процедуре обработки последнего блока: на вход базовому алгоритму блочного шифрования подается результат покомпонентного сложения последнего блока, результата зашифрования на предыдущем шаге и одного из вспомогательных ключей. Конкретный вспомогательный ключ выбирается в зависимости от того, является ли последний блок исходного сообщения полным или нет. Значением имитовставки MAC является результат применения процедуры усечения к выходу алгоритма шифрования при обработке последнего блока.

Исходное сообщение , для которого требуется вычислить имитовставку, представляется в виде:

где , i=1, 2,..., q-1, , .

Процедура вычисления имитовставки описывается следующим образом:

(13)

где

- последний блок сообщения, полученного в результате дополнения исходного сообщения с помощью процедуры 3.

Примечание - Настоятельно рекомендуется не использовать ключ режима выработки имитовставки в других криптографических алгоритмах, в том числе в режимах, обеспечивающих конфиденциальность, описанных в 5.1-5.5.

Процедура вычисления имитовставки показана на рисунках 11-13.

Рисунок 11 - Вычисление значения имитовставки - общий вид

Рисунок 12 - Вычисление значения имитовставки - случай полного последнего блока

Рисунок 13 - Вычисление значения имитовставки - случай с дополнением последнего блока

5.7 Режим гаммирования с преобразованием ключа

5.7.1 Общие положения

Параметром, определяющим порядок функционирования режима гаммирования с преобразованием ключа, является длина секции N. Значение N выражено в битах и фиксировано в рамках каждого конкретного протокола, исходя из требований к производительности системы и суммарной длине данных, обработанных на одном ключе. Длина секции N должна быть кратна длине блока n используемого базового алгоритма блочного шифрования. Дополнительный параметр режима гаммирования с преобразованием ключа - это длина блока гаммы s, 0<sn, выраженная в битах. Величина s должна быть кратна 8 и делить длину блока n.

Режим гаммирования с преобразованием ключа использует функцию ACPKM, определенную в 4.4.

Пусть , j=1, 2, ..., - множество сообщений, подлежащих зашифрованию. При обработке каждого сообщения , j=1, 2, ..., в режиме гаммирования с преобразованием ключа сообщение разбивается на секций и представляется в виде , где , i=1, 2, ..., l-1, , . Первая секция каждого сообщения обрабатывается на секционном ключе , который равен начальному ключу K. Для обработки i-й секции каждого сообщения, i=2, ..., l, используется секционный ключ , который вычисляется из ключа с помощью функции ACPKM.

Преобразование ключа в процессе обработки сообщений в режиме гаммирования с преобразованием ключа показано на рисунке 14.

Рисунок 14 - Преобразование ключа в процессе обработки сообщений в режиме гаммирования с преобразованием ключа

Примечание - На рисунке 14 через обозначена максимальная длина сообщения, выраженная в битах, , m - количество обрабатываемых сообщений.

Для зашифрования (расшифрования) каждого отдельного открытого текста (шифртекста) на одном ключе используется уникальное значение синхропосылки , где 0<c<n, величина c кратна 8.

При использовании режима гаммирования с преобразованием ключа не требуется применение процедуры дополнения сообщения.

Длина p сообщения, обрабатываемого в режиме гаммирования с преобразованием ключа, не должна превышать значения бит.

Зашифрование (расшифрование) открытого текста (шифртекста) в режиме гаммирования с преобразованием ключа заключается в покомпонентном сложении открытого текста с гаммой шифра, которая вырабатывается блоками длины s путем зашифрования последовательности значений счетчика , i=1, 2, ..., базовым алгоритмом блочного шифрования с использованием соответствующего секционного ключа с последующим усечением выходного значения. Начальным значением счетчика является . Последующие значения счетчика вырабатываются с помощью функции Add: следующим образом:

(14)

5.7.2 Зашифрование

Открытый текст представляется в виде , где , i=1, 2, ..., q-1, , .

Блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

, ;

;

, i=1, 2, 3, ..., q-1;

; (15)

, j=2, 3, ..., l;

, i=1, 2, ..., q-1, ;

Результирующий шифртекст имеет вид:

Зашифрование в режиме гаммирования с преобразованием ключа показано на рисунке 15.

Рисунок 15 - Зашифрование в режиме гаммирования с преобразованием ключа

5.7.3 Расшифрование

Шифртекст представляется в виде: , где , i=1, 2, ..., q-1, , 1.

Блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

, ;

;

, i=1, 2, 3, ..., q-1;

;

, j=2, 3, ..., l; (16)

, i=1, 2, ..., q-1, ;

Исходный открытый текст имеет вид:

Расшифрование в режиме гаммирования с преобразованием ключа показано на рисунке 16.

Рисунок 16 - Расшифрование в режиме гаммирования с преобразованием ключа

Подраздел 5.7 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

5.8 Режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

В данном подразделе описан режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными MGM (Multilinear Galois Mode).

5.8.1 Общие положения

Параметром режима MGM является длина имитовставки s, выраженная в битах, 32. Значение s должно быть зафиксировано в рамках каждого конкретного протокола, исходя из требований к производительности системы и к стойкости режима относительно угрозы нарушения целостности.

Сообщения состоят из двух частей. Первая часть содержит ассоциированные данные A, а вторая часть - открытый текст P. Одна из двух частей может быть равна пустой строке. Данный режим подразумевает шифрование открытого текста и вычисление имитовставки от шифртекста и ассоциированных данных.

На длину ассоциированных данных и длину открытого текста накладываются следующие ограничения: .

Режим MGM использует синхропосылку . Значение синхропосылки должно быть уникальным для каждого сообщения при фиксированном ключе K. Выработка уникальных значений синхропосылки может быть реализована с использованием счетчика.

Шифрование в режиме MGM осуществляется путем побитового сложения открытого текста с секретной гаммой, получаемой в результате зашифрования последовательных значений счетчика базовым алгоритмом блочного шифрования. В качестве начального значения счетчика используется значение синхропосылки, дополненное до размера блока нулевым битом слева и зашифрованное базовым алгоритмом блочного шифрования. Вычисление имитовставки от шифртекста и ассоциированных данных в режиме MGM выполняется с помощью мультилинейной функции с секретными коэффициентами, получаемыми в результате зашифрования последовательных значений счетчика базовым алгоритмом блочного шифрования. В качестве начального значения счетчика используется значение синхропосылки, дополненное до размера блока единичным битом слева и базовым алгоритмом блочного шифрования.

5.8.2 Зашифрование с выработкой имитовставки

Открытый текст представляется в виде , где , i=1, 2, ..., q-1, , 1. Если длина открытого текста равна нулю, то последний блок открытого текста равен пустой строке, а значения параметров q и r установлены следующим образом: q=0, r=n. Ассоциированные данные представляются в виде , где , j=1, 2, ..., h-1, , 1. Если длина ассоциированных данных равна нулю, то последний блок ассоциированных данных равен пустой строке, а значения параметров h и t установлены следующим образом: h=0, t=n.

Если длина открытого текста не равна нулю, то блоки шифртекста вычисляются по следующему правилу:

, i=2, 3, ..., q,

, i=1, 2, ..., q-1, (17)

Результирующий шифртекст имеет вид:

Если открытый текст P равен пустой строке, то шифртекст C также принимается равным пустой строке.

К ассоциированным данным A и шифртексту C применяется процедура 1 дополнения сообщения до длины блока n. После применения процедуры дополнения последний блок ассоциированных данных и последний блок шифртекста принимают следующий вид:

. (18)

Значение имитовставки вычисляется по следующему правилу:

, i=2, 3, ..., h+q+1,

, i=1, 2, ..., h+q+1, (19)

Результатом вычисления имитовставки является значение MAC.

Зашифрование с выработкой имитовставки в режиме MGM показано на рисунке 17.

Рисунок 17 - Зашифрование с выработкой имитовставки в режиме MGM

5.8.3 Расшифрование с проверкой имитовставки

Шифртекст представляется в виде: , где , i=1, 2, ..., q-1, , 1. Если длина шифртекста равна нулю, то последний блок шифртекста равен пустой строке, а значения параметров q и r установлены следующим образом: q=0, r=n. Ассоциированные данные представляются в виде: , где , j=1, 2, ..., h-1, , 1. Если длина ассоциированных данных равна нулю, то последний блок ассоциированных данных равен пустой строке, а значения параметров h и t установлены следующим образом: h=0, t=n.

. (20)

Проверка корректности имитовставки выполняется по следующему правилу:

, i=2, 3, ..., h+q+1,

, i=1, 2, ..., h+q+1, (21)

Если , то в качестве результата расшифрования возвращается ошибка. Если MAC'=MAC, то выполняется расшифрование.

Если длина шифртекста не равна нулю, то блоки открытого текста вычисляются по следующему правилу:

, i=2, 3, ..., q,

, i=1, 2, ..., q-1, (22)

Исходный открытый текст имеет вид:

Если шифртекст C равен пустой строке, то открытый текст P также принимается равным пустой строке.

Расшифрование с проверкой имитовставки в режиме MGM показано на рисунке 18.

Рисунок 18 - Расшифрование с проверкой имитовставки в режиме MGM

Подраздел 5.8 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

Приложение А

(справочное)

Контрольные примеры

А.1 Общие положения

Настоящее приложение носит справочный характер и не является частью нормативных положений настоящего стандарта.

В настоящем приложении содержатся примеры для зашифрования и расшифрования сообщений, а также выработки имитовставки с использованием режимов работы шифра, определенных в настоящем стандарте. Параметр s выбран равным n в целях упрощения проводимых вычислений, а параметр m выбирался из соображений демонстрации особенностей каждого режима шифрования. Двоичные строки из V*, длина которых кратна 4, записываются в шестнадцатеричном виде, а символ конкатенации ("") опускается. Таким образом, строка будет представлена в виде , где {0, 1, …, 9, a, b, c, d, e, f}, i=0, 1, …, r-1.

В A.2 приведены примеры для блочного шифра с длиной блока n=128 бит ("Кузнечик"). В A.3 приведены примеры для блочного шифра с длиной блока n=64 бит ("Магма").

А.2 Блочный шифр с длиной блока n=128 бит

А.2.1 (Исключен, Изм. N 1).

А.2.2 Режим простой замены

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

Таблица А.1 - Зашифрование в режиме простой замены

Открытый текст	Шифртекст
1122334455667700ffeeddccbbaa9988	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edcd
00112233445566778899aabbcceeff0a	b429912c6e0032f9285452d76718d08b
112233445566778899aabbcceeff0a00	f0ca33549d247ceef3f5a5313bd4b157
2233445566778899aabbcceeff0a0011	d0b09ccde830b9eb3a02c4c5aa8ada98

(Измененная редакция, Изм. N 1).

А.2.3 Режим гаммирования

A.2.3.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

s=n=128,

IV=1234567890abcef.

Таблица А.2 - Зашифрование в режиме гаммирования

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	1234567890abcef00000000000000000	1234567890abcef00000000000000001
Выходной блок	e0b7ebfa9468a6db2a95826efb173830	85ffc500b2f4582a7ba54e08f0ab21ee
	f195d8bec10ed1dbd57b5fa240bda1b8	85eee733f6a13e5df33ce4b33c45dee4

Окончание таблицы А.2

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	1234567890abcef00000000000000002	1234567890abcef00000000000000003
Выходной блок	b4c8dbcfb353195b4c42cc3ddb9ba9a5	e9a2bee4947b322f7b7d1db6dfb7ba62
	a5eae88be6356ed3d5e877f13564a3a5	cb91fab1f20cbab6d1c6d15820bdba73

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.2.3.2 Расшифрование

С использованием приведенных значений K, IV и C с помощью операции расшифрования воспроизводятся исходные значения , , , .

А.2.4 Режим гаммирования с обратной связью по выходу

A.2.4.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

s=n=128, m=2n=256,

IV=1234567890abcef0a1b2c3d4e5f0011223344556677889901213141516171819.

Таблица А.3 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по выходу

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	1234567890abcef0a1b2c3d4e5f00112	23344556677889901213141516171819
Выходной блок	90a2391de4e25c2400f1a49232d0241d	ed4a659440d99cc3072c8b8d517dd9b5
	81800a59b1842b24ff1f795e897abd95	ed5b47a7048cfab48fb521369d9326bf

Окончание таблицы А.3

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	90a2391de4e25c2400f1a49232d0241d	ed4a659440d99cc3072c8b8d517dd9b5
Выходной блок	778064e869c6cf3951a55c30fed78013	020dff9500640ef90a92eead099a3141
	66a257ac3ca0b8b1c80fe7fc10288a13	203ebbc066138660a0292243f6903150

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.2.4.2 Расшифрование

А.2.5 Режим простой замены с зацеплением

A.2.5.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

m=2n=256,

IV=1234567890abcef0a1b2c3d4e5f0011223344556677889901213141516171819.

Таблица А.4 - Зашифрование в режиме простой замены с зацеплением

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	0316653cc5cdb9f05e5c1e185e5a989a	23256765232defe79a8abeaedaf9e713
Выходной блок	689972d4a085fa4d90e52e3d6d7dcc27	2826e661b478eca6af1e8e448d5ea5ac
	689972d4a085fa4d90e52e3d6d7dcc27	2826e661b478eca6af1e8e448d5ea5ac

Окончание таблицы А.4

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	79bb4190f5e38dc5 094f95f18382c627	0a15a234d20f643f05a542aa7254a5bd
Выходной блок	fe7babf1e91999e85640e8b0f49d90d0	167688065a895c631a2d9a1560b63970
	fe7babf1e91999e85640e8b0f49d90d0	167688065a895c631a2d9a1560b63970

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.2.5.2 Расшифрование

А.2.6 Режим гаммирования с обратной связью по шифртексту

A.2.6.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

s=n=128, m=2n=256,

IV=1234567890abcef0a1b2c3d4e5f0011223344556677889901213141516171819.

Таблица А.5 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	1234567890abcef0a1b2c3d4e5f00112	23344556677889901213141516171819
Выходной блок	90a2391de4e25c2400f1a49232d0241d	ed4a659440d99cc3072c8b8d517dd9b5
	81800a59b1842b24ff1f795e897abd95	ed5b47a7048cfab48fb521369d9326bf

Окончание таблицы А.5

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	81800a59b1842b24ff1f795e897abd95	ed5b47a7048cfab48fb521369d9326bf
Выходной блок	68d09baf09a0fab01d879d82795d32b5	6dcdfa9828e5a57f6de01533bbf1f4c0
	79f2a8eb5cc68d38842d264e97a238b5	4ffebecd4e922de6c75bd9dd44fbf4d1

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.2.6.2 Расшифрование

А.2.7 Режим выработки имитовставки

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.2.7.1 Выработка вспомогательных ключей

R=94bec15e269cf1e506f02b994c0a8ea0,

=1,

=297d82bc4d39e3ca0de0573298151d4087 = 297d82bc4d39e3ca0de0573298151dc7,

=0,

=297d82bc4d39e3ca0de0573298151dc << 1 = 52fb05789a73c7941bc0ae65302a3b8e,

, .

A.2.7.2 Вычисление имитовставки

s=64.

Таблица А.6 - Вычисление имитовставки

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	7f76bfa3fae94247d2df27f9753a12c7
Выходной блок	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edcd	1ac9d976f83636f55ae9ef305e7c90d2

Окончание таблицы А.6

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	0beba32ad50417dc34354fcb0839ad2	1e2a9c1d8cc03bfa0cb340971252fe24
Выходной блок	15645af4a78e50a9abe8db4b754de3f2	336f4d296059fbe34ddeb35b37749c67

MAC=336f4d296059fbe3.

А.2.8 Режим гаммирования с преобразованием ключа

А.2.8.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - семь 128-битных блоков:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011,

33445566778899aabbcceeff0a001122,

445566778899aabbcceeff0a00112233,

5566778899aabbcceeff0a0011223344.

n=128, s=n=128,

N=256,

IV=1234567890abcef0.

Таблица А.6а - Выработка секционных ключей с помощью функции преобразования ключа ACPKM

Номер секции i	Секционный ключ
1	8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef
2	2666ed40ae687811745ca0b448f57a7b390adb5780307e8e9659ac403ae60c60
3	bb3dd5402e999b7a3debb0db45448ec530f07365dfee3aba8415f77ac8f34ce8
4	23362fd553cad2178299a5b5a2d4722e3bb83c730a8bf57ce2dd004017f8c565

Таблица А.6б - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	1234567890abcef00000000000000000	1234567890abcef00000000000000001
Выходной блок	e0b7ebfa9468a6db2a95826efb173830	85ffc500b2f4582a7ba54e08f0ab21ee
	f195d8bec10ed1dbd57b5fa240bda1b8	85eee733f6a13e5df33ce4b33c45dee4

Таблица А.6в - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	1234567890abcef00000000000000002	1234567890abcef00000000000000003
Выходной блок	5aecd8cb31093bdd99bdbdebb07ae200	7a4f09a00ea71ca094f3f8412f8a5057
	4bceeb8f646f4c55001706275e85e800	587c4df568d094393e4834afd0805046

Таблица А.6г - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	5	6
	33445566778899aabbcceeff0a001122	445566778899aabbcceeff0a00112233
Входной блок	1234567890abcef00000000000000004	1234567890abcef00000000000000005
Выходной блок	fc74a010f126754ba73082ce618a984c	9ba8619b09af9cfdc0a1c47e3432340d
	cf30f57686aeece11cfc6c316b8a896e	dffd07ec813636460c4f3b743423163e

Таблица А.6д - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	7
	5566778899aabbcceeff0a0011223344
Входной блок	1234567890abcef00000000000000006
Выходной блок	316fde4a1b507318872d2be7eaf4ed19
	6409a9c282fac8d469d221e7fbd6de5d

А.2.8.2 Расшифрование

С использованием приведенных значений K, IV и C с помощью операции расшифрования воспроизводятся значения , , , , , , .

А.2.8 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

А.2.9 Режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

А.2.9.1 Зашифрование с выработкой имитовставки

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - четыре 128-битных блока и один 24-битный блок:

1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

00112233445566778899aabbcceeff0a,

112233445566778899aabbcceeff0a00,

2233445566778899aabbcceeff0a0011,

aabbcc.

Ассоциированные данные - два 128-битных блока и один 72-битный блок:

02020202020202020101010101010101,

04040404040404040303030303030303,

ea0505050505050505.

n=128, s=n=128,

IV=1122334455667700ffeeddccbbaa9988,

7f679d90bebc24305a468d42b9d4edcd,

7fc245a8586e6602a7bbdb2786bdc66f.

Таблица А.6е - Зашифрование в режиме аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

i	1	2
	1122334455667700ffeeddccbbaa9988	00112233445566778899aabbcceeff0a
Входной блок	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edcd	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edce
Выходной блок	b85748c512f31990aa567ef15335db74	8064f0126fac9b2c5b6eac21612f9433
	a9757b8147956e9055b8a33de89f42fc	8075d2212bf9fd5bd3f7069aadc16b39

Продолжение таблицы А.6е

i	3	4
	112233445566778899aabbcceeff0a00	2233445566778899aabbcceeff0a0011
Входной блок	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edcf	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edd0
Выходной блок	5858821d40c0cd0d0ac1e6c247098f1c	e43f5081b58f0b49012f8ee86acd6dfa
	497ab15915a6ba85936b5d0ea9f6851c	c60c14d4d3f883d0ab94420695c76deb

Окончание таблицы А.6е

i	5
	aabbcc
Входной блок	7f679d90bebc24305a468d42b9d4edd1
Выходной блок	86ce9e2a0a1225e3335691b20d5a3348
*	2с7552

Дополнение последнего блока шифртекста и последнего блока ассоциированных данных:

2c755200000000000000000000000000,

ea050505050505050500000000000000.

Таблица А.6ж - Вычисление имитовставки в режиме аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

i	1	2
Входной блок	7fc245a8586e6602a7bbdb2786bdc66f	7fc245a8586e6603a7bbdb2786bdc66f
Выходной блок	8db187d653830ea4bc446476952c300b	7a24f72630e3763721c8f3cdb1da0e31

Продолжение таблицы А.6ж

i	3	4
Входной блок	7fc245a8586e6604a7bbdb2786bdc66f	7fc245a8586e6605a7bbdb2786bdc66f
Выходной блок	4411962117d20635c525e0a24db4b90a	d8c9623c4dbfe814ce7c1c0ceaa959db

Продолжение таблицы А.6ж

i	5	6
Входной блок	7fc245a8586e6606a7bbdb2786bdc66f	7fc245a8586e6607a7bbdb2786bdc66f
Выходной блок	a5e1f195333e1482969931bfbe6dfd43	b4ca808caccfb3f91724e48a2c7ee9d2

Продолжение таблицы А.6ж

i	7	8
Входной блок	7fc245a8586e6608a7bbdb2786bdc66f	7fc245a8586e6609a7bbdb2786bdc66f
Выходной блок	72908fc074e469e8901bd188ea91c331	23ca2715b02c68313bfdacb39e4d0fb8

Окончание таблицы А.6ж

i	9
Входной блок	7fc245a8586e660aa7bbdb2786bdc66f
Выходной блок	bcbce6c41aa355a4148862bf64bd830d

00000000000001480000000000000218.

MAC=cf5d656f40c34f5c46e8bb0e29fcdb4c.

A.2.9.2 Расшифрование

С использованием приведенных значений K, IV, A, C и MAC с помощью операции расшифрования с проверкой имитовставки выполняется проверка имитовставки MAC и воспроизводятся значения , , , ,

А.2.9 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

А.3 Блочный шифр с длиной блока n=64 бит

А.3.1 (Исключен, Изм. N 1).

А.3.2 Режим простой замены

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41.

Таблица А.7 - Зашифрование в режиме простой замены

Открытый текст	Шифртекст
92def06b3c130a59	2b073f0494f372a0
db54c704f8189d20	de70e715d3556e48
4a98fb2e67a8024c	11d8d9e9eacfbc1e
8912409b17b57e41	7c68260996c67efb

(Измененная редакция, Изм. N 1).

А.3.3 Режим гаммирования

A.3.3.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41.

s=n=64,

IV=12345678.

Таблица А.8 - Зашифрование в режиме гаммирования

i	1	2
	92def06b3c130a59	db54c704f8189d20
Входной блок	1234567800000000	1234567800000001
Выходной блок	dc46e167aba4b365	e571ca972ef0c049
	4e98110c 97b7b93c	3e250d93d6e85d69

Окончание таблицы А.8

i	3	4
	4a98fb2e67a8024c	8912409b17b57e41
Входной блок	1234567800000002	1234567800000003
Выходной блок	59f57da6601ad9a3	df9cf61bbce7df6c
	136d868807b2dbef	568eb680ab52a12d

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.3.3.2 Расшифрование

А.3.4 Режим гаммирования с обратной связью по выходу

A.3.4.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41

s=n=64, m=2n=128,

IV=1234567890abcdef234567890abcdef1.

Таблица А.9 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью

i	1	2
	92def06b3c130a59	db54c704f8189d20
Входной блок	1234567890abcdef	234567890abcdef1
Выходной блок	49e910895a8336da	d612a348e78295bc
	db37e0e266903c83	0d46644c1f9a089c

Окончание таблицы А.9

i	3	4
	4a98fb2e67a8024c	8912409b17b57e41
Входной блок	49e910895a8336da	d612a348e78295bc
Выходной блок	ea60cb4c24a63032	4136af23aafaa544
	a0f83062430e327e	c824efb8bd4fdb05

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.3.4.2 Расшифрование

А.3.5 Режим простой замены с зацеплением

A.3.5.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41.

m=3n=192,

IV=1234567890abcdef234567890abcdef134567890abcdef12.

Таблица А.10 - Зашифрование в режиме простой замены с зацеплением

i	1	2
	92def06b3c130a59	db54c704f8189d20
Входной блок	80eaa613acb8c7b6	f811a08df2a443d1
Выходной блок	96d1b05eea683919	aff76129abb937b9
	96d1b05eea683919	aff76129abb937b9

Окончание таблицы А.10

i	3	4
	4a98fb2e67a8024c	8912409b17b57e41
Входной блок	7ece83becc65ed5e	1fc3f0c5fddd4758
Выходной блок	5058b4a1c4bc0019	20b78b1a7cd7e667
	5058b4a1c4bc0019	20b78b1a7cd7e667

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.3.5.2 Расшифрование

А.3.6 Режим гаммирования с обратной связью по шифртексту

A.3.6.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41.

s=n=64, m=2n=128,

IV=1234567890abcdef234567890abcdef1.

Таблица А.11 - Зашифрование в режиме гаммирования с обратной связью по шифртексту

i	1	2
	92def06b3c130a59	db54c704f8189d20
Входной блок	1234567890abcdef	234567890abcdef1
Выходной блок	49e910895a8336da	d612a348e78295bc
	db37e0e266903c83	0d46644c1f9a089c

Окончание таблицы А.11

i	3	4
	4a98fb2e67a8024c	8912409b17b57e41
Входной блок	db37e0e266903c83	0d46644c1f9a089c
Выходной блок	6e25292d34bdd1c7	35d2728f36b22b44
	24bdd2035315d38b	bcc0321421075505

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.3.6.2 Расшифрование

А.3.7 Режим выработки имитовставки

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - четыре 64-битных блока:

92def06b3c130a59,

db54c704f8189d20,

4a98fb2e67a8024c,

8912409b17b57e41.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

A.3.7.1 Выработка вспомогательных ключей

R=2fa2cd99a1290a12,

=0, =5f459b3342521424,

=0, следовательно =be8b366684a42848,

, .

A.3.7.2 Вычисление имитовставки

s=32.

Таблица А.12 - Вычисление имитовставки

i	1	2
	92def06b3c130a59	db54c704f8189d20
Входной блок	92def06b3c130a59	f053f8006cebef80
Выходной блок	2b073f0494f372a0	c89ed814fd5e18e9

Окончание таблицы А.12

i	3	4
	4a98fb2e67a8024c	8912409b17b57e41
Входной блок	8206233a9af61aa5	216e6a2561cff165
Выходной блок	f739b18d34289b00	154e72102030c5bb

MAC=154e7210.

А.3.8 Режим гаммирования с преобразованием ключа

А.3.8.1 Зашифрование

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef.

Открытый текст - семь 64-битных блоков:

1122334455667700,

feeddccbbaa9988,

0011223344556677,

8899aabbcceeff0a,

1122334455667788,

99aabbcceeff0a00,

2233445566778899.

n=64, s=n=64,

N=128,

IV=12345678.

Таблица А.13 - Выработка секционных ключей с помощью функции преобразования ключа ACPKM

Номер секции i	Секционный ключ
1	8899aabbccddeeff0011223344556677fedcba98765432100123456789abcdef
2	863еа017842c3d372b18а85а28е2317d74befc107720de0c9e8ab974abd00ca0
3	49a5e2677de555982b8ad5e826652d17eec847bf5b3997a81cf7fe7f1187bd27
4	3256bf3f97b5667426a9fb1c5eaabe41893ccdd5a868f9b63b0aa90720fa43c4

Таблица А.14 - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	1	2
	1122334455667700	ffeeddccbbaa9988
Входной блок	1234567800000000	1234567800000001
Выходной блок	3b9a2eaabe783bab	970fd90806c10d62
	2ab81deeeb1e4cab	68e104c4bd6b94ea

Таблица А.15 - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	3	4
	0011223344556677	8899aabbcceeff0a
Входной блок	1234567800000002	1234567800000003
Выходной блок	c73d459c287b3d1c	86361cacbc1f4c24
	c72c67af6c2e5b6b	0eafb61770f1b32e

Таблица А.16 - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	5	6
	1122334455667788	99aabbcceeff0a00
Входной блок	1234567800000004	1234567800000005
Выходной блок	b08c4250cb8b640a	327edcd4e88de66f
	a1ae71149eed1382	abd467180672ec6f

Таблица А.17 - Зашифрование секции в режиме гаммирования с преобразованием ключа

i	7
	2233445566778899
Входной блок	1234567800000006
Выходной блок	a691b50e59bdfa58
	84a2f15b3fca72c1

А.3.8.2 Расшифрование

А.3.8 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

А.3.9 Режим аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

А.3.9.1 Зашифрование с выработкой имитовставки

Пример использует следующие параметры:

Ключ

K=ffeeddccbbaa99887766554433221100f0f1f2f3f4f5f6f7f8f9fafbfcfdfeff.

Открытый текст - восемь 64-битных блоков и один 24-битный блок:

ffeeddccbbaa9988,

1122334455667700,

8899aabbcceeff0a,

0011223344556677,

99aabbcceeff0a00,

1122334455667788,

aabbcceeff0a0011,

2233445566778899,

aabbcc.

Ассоциированные данные - пять 64-битных блоков и один 8-битный блок:

0101010101010101,

0202020202020202,

0303030303030303,

0404040404040404,

0505050505050505,

ea.

n=64, s=n=64,

IV=12def06b3c130a59,

5623890162de31bf,

2b073f0494f372a0.

Таблица А.18 - Зашифрование в режиме аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

i	1	2
	ffeeddccbbaa9988	1122334455667700
Входной блок	5623890162de31bf	5623890162de31С0*
Выходной блок	387bdba0e43439b3	9433000610f7f2ae
	c795066c5f9ea03b	85113342459185ae

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - .

Продолжение таблицы А.18

i	3	4
	8899aabbcceeff0a	0011223344556677
Входной блок	5623890162de31c1	5623890162de31c2
Выходной блок	97b7aa6d73c58757	9415528bffc9e80a
	1f2e00d6bf2b785d	940470b8bb9c8e7d

Продолжение таблицы А.18

i	5	6
	99aabbcceeff0a00	1122334455667788
Входной блок	5623890162de31c3	5623890162de31c4
Выходной блок	03f768bff182d670	fd05f84e9b09d2fe
	9a5dd3731f7ddc70	ec27cb0ace6fa576

Продолжение таблицы А.18

i	7	8
	aabbcceeff0a0011	2233445566778899
Входной блок	5623890162de31c5	5623890162de31c6
Выходной блок	da4d908a95b175c4	65997396dac24bd7
	70f65c646abb75d5	47aa37c3bcb5c34e

Окончание таблицы А.18

i	9
	aabbcc
Входной блок	5623890162de31c7
Выходной блок	a900504a148dee26
	03bb9c

Дополнение последнего блока шифртекста и последнего блока ассоциированных данных:

03bb9c0000000000,

ea00000000000000.

Таблица А.19 - Вычисление имитовставки в режиме аутентифицированного шифрования с ассоциированными данными

i	1	2
Входной блок	2b073f0494f372a0	2b073f0594f372a0
Выходной блок	708a78191cdd22aa	6f02cc464b2fa0a3

Продолжение таблицы А.19

i	3	4
Входной блок	2b073f0694f372a0	2b073f0794f372a0
Выходной блок	9f81f226fd196f05	b9c2ac9be5b5dff9

Продолжение таблицы А.19

i	5	6
Входной блок	2b073f0894f372a0	2b073f0994f372a0
Выходной блок	74b5ec96551bf888	7eb021a4035b04c3

Продолжение таблицы А.19

i	7	8
Входной блок	2b073f0a94f372a0	2b073f0b94f372a0
Выходной блок	с2a9c3a8704d9bb0	f5d505a87b8383b5

Продолжение таблицы А.19

i	9	10
Входной блок	2b073f0c94f372a0	2b073f0d94f372a0
Выходной блок	f795e75fdeb8933c	65a1a3e680f08145

Продолжение таблицы А.19

i	11	12
Входной блок	2b073f0e94f372a0	2b073f0f94f372a0
Выходной блок	1c74a5764cb0d595	dc8447a514e783e7

Продолжение таблицы А.19

i	13	14
Входной блок	2b073f1094f372a0	2b073f1194f372a0
Выходной блок	a7e3afe004ee16e3	a5aabb0b7980d071

Окончание таблицы А.19

i	15	16
Входной блок	2b073f1294f372a0	2b073f1394f372a0
Выходной блок	6e104cc933525c5d	8311b6024aa966c1

0000014800000218.

MAC=a7928069aa10fd10.

А.3.9.2 Расшифрование

А.3.9 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

Библиография

Примечание - Оригиналы международных стандартов ИСО/МЭК находятся в национальных (государственных) органах по стандартизации* государств, принявших настоящий стандарт

________________

* В Российской Федерации оригиналы международных стандартов ИСО/МЭК находятся в Федеральном информационном фонде стандартов.

[1]	ИСО/МЭК 9797-1:2011 (ISO/IEC 9797-1:2011)	Информационные технологии. Методы защиты. Коды аутентификации сообщений (MAC). Часть 1. Механизмы, использующие блочный шифр (Information technology - Security techniques - Message Authentication Codes (MACs) - Part 1: Mechanisms using a block cipher)
[2]	ИСО/МЭК 10116:2017 (ISO/IEC 10116:2017)	Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Режимы работы для алгорита n-разрядного блочного шифрования (Information technology - Security techniques - Modes of operation for an n-bit block cipher)
[3]	ИСО/МЭК 10118-1:2016 (ISO/IEC 10118-1:2016)	Информационная технология. Методы защиты информации. Хэш-функции. Часть 1. Общие положения (Information technology - Security techniques - Hash-functions - Part 1: General)
[4]	ИСО/МЭК 18033-1:2015 (ISO/IEC 18033-1:2005)	Информационная технология. Технология обеспечения защиты. Алгоритмы кодирования. Часть 1. Общие положения (Information technology - Security techniques - Encryption algorithms - Part 1: General)
[5]	ИСО/МЭК 14888-1:2008 (ISO/IEC 14888-1:2008)	Информационные технологии. Методы защиты. Цифровые подписи с приложением. Часть 1. Общие положения (Information technology - Security techniques - Digital signatures with appendix - Part 1: General)

УДК 681.3.06:006.354			МКС 35.030

Ключевые слова: информационная технология, криптографическая защита информации, блочный шифр, режимы работы блочного шифра, конфиденциальность, целостность, имитовставка, гаммирование, зацепление

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена