Введение..................................................................................................... 4
1
Обзор ГОСТ Р 34.12-2015 «Кузнечик».......................................... 5
1.1
Общие сведения..................................................................... 5
1.2
Базовые преобразования алгоритма....................................
6
1.3
Алгоритм развертывания ключа..........................................
11
1.4
Алгоритм зашифрования...................................................... 13
1.5
Алгоритм расшифрования.................................................... 14
2
Обзор определенных в техническом задании положений
ГОСТ Р 34.13-2015..............................................................................................
15
2.1
Общие сведения..................................................................... 15
2.2
Операции дополнения сообщения....................................... 16
2.3
Режимы работы алгоритмов блочного шифрования.
Режим простой замены................................................................... 17
3
Определение оптимального минимума числа логических
элементов при реализации вычислительных блоков алгоритма
шифрования.......................................................................................................... 19
3.1
Общие сведения..................................................................... 19
3.2
Определение оптимального минимума числа логических
элементов реализации линейного отображения........................... 20
3.3
Определение оптимального минимума числа логических
элементов реализации подстановки............................................... 32
3.4
Определение числа логических элементов всего
устройства........................................................................................ 34
4
Разработка описания аппаратного модуля, реализующего
алгоритм шифрования ГОСТ Р 34.12-2015 «Кузнечик», на языке VHDL с
использованием логических элементов............................................................. 35
4.1
Описание аппаратного модуля............................................. 35
4.2
Описание результатов выполнения разработки.................. 35
5
Тестирование разработанного модуля с использованием
тестовых значений, приведенных в ГОСТ Р 34.12-2015.................................. 44
6
Вредные психофизические факторы, влияющие на сердечно-
сосудистую систему специалиста по защите информации. Методы и
средства физической культуры, снижающие их воздействие.......................... 52
Заключение................................................................................................. 54
Список используемых источников........................................................... 56
Приложение А Значения умножения на константы в поле Галуа.
Векторы значений всех булевых функций блоков умножения на
константы.............................................................................................................. 58
Приложение Б Листинг функций и модулей, реализующих алгоритм
шифрования ГОСТ Р 34.12-2015 «Кузнечик» на языке VHDL....................... 71
Приложение В Текст тестовых сценариев на языке VHDL................... 119
С 2016 года в РФ действует стандарт блочного шифрования
ГОСТ Р 34.12-2015 [1], разработанный Центром защиты информации и
специальной связи ФСБ России с участием ОАО «ИнфоТеКС». Указанный
стандарт включает в себя два шифра - для блоков размером 128 и 64 бита. Эти
шифры получили названия «Кузнечик» и «Магма» соответственно. Стоит
отметить, что шифр «Магма» - это шифр, использованный в ГОСТ 28147-89 [2]
при зафиксированных блоках подстановок. Определенные в стандарте
алгоритмы криптографического преобразования предназначены для аппаратной
или программной реализации.
Большинство криптографических операций при аппаратной реализации
выполняется быстрее, чем при программной. Также аппаратная реализация
шифра надежней программного исполнения, поскольку есть возможность
прямой загрузки ключей в шифратор, тем самым уменьшается угроза перехвата
ключей, которые при использовании программных шифраторов циркулируют в
оперативной памяти компьютера.
На данный момент существует большое количество программных
реализаций шифра «Кузнечик» на различных языках программирования, в том
числе и на языке VHDL, однако, задача оптимизации реализации данного
алгоритма шифрования данного кода является актуальной.
С 2016 года в РФ действует стандарт блочного шифрования
ГОСТ Р 34.12-2015 [1], разработанный Центром защиты информации и
специальной связи ФСБ России с участием ОАО «ИнфоТеКС». Указанный
стандарт включает в себя два шифра - для блоков размером 128 и 64 бита. Эти
шифры получили названия «Кузнечик» и «Магма» соответственно. Стоит
отметить, что шифр «Магма» - это шифр, использованный в ГОСТ 28147-89 [2]
при зафиксированных блоках подстановок. Определенные в стандарте
алгоритмы криптографического преобразования предназначены для аппаратной
или программной реализации.
Большинство криптографических операций при аппаратной реализации
выполняется быстрее, чем при программной. Также аппаратная реализация
шифра надежней программного исполнения, поскольку есть возможность
прямой загрузки ключей в шифратор, тем самым уменьшается угроза перехвата
ключей, которые при использовании программных шифраторов циркулируют в
оперативной памяти компьютера.
На данный момент существует большое количество программных
реализаций шифра «Кузнечик» на различных языках программирования, в том
числе и на языке VHDL, однако, задача оптимизации реализации данного
алгоритма шифрования данного кода является актуальной.
Рассмотрены вредные психофизические факторы, влияющие на сердечно-
сосудистую систему специалиста по защите информации, были рассмотрены
методы и средства физической культуры, снижающие воздействие данных
факторов.
Программное обеспечение аппаратного модуля подлежит дальнейшему
усовершенствованию за счет применения более сложных алгоритмов
минимизации числа логических элементов. Тем не менее, установлено, что
созданное программное обеспечение удовлетворяет всем техническим
требованиям, приведенным в техническом задании на выпускную
квалификационную работу.
Таким образом, задание на выпускную квалификационную работу
выполнено в полном объеме.
