Sicurezza nelle reti 2

Cifratura Rijndael

Rijndael w(i) dove i vettore di rappresentazione.

Testo in chiaro.

AddRound Key.

Round 1.

Round 9.

Round 10.

Testo cifrato.

w(0), w(1), w(2), w(3).

w(4), w(5), w(6), w(7).

w(36), w(37), w(38), w(39).

w(40), w(41), w(42), w(43).

128 bit da punti sono riorganizzati in 16 bytes a_i,j.

Matrice 4x4.

a₀₀, a₀₂, a₀₃.

a₁₀, a₁₁, a₁₂, a₁₃.

Matrice d'ingresso

Si lavora sul campo finito GF(2⁸).

Trasformazione SubBytes

Ogni byte della matrice A è trasformato nella sua immagine nella S-box (16x16).

b₀₀, b₀₁, b₀₂, b₀₃.

b₁₀, b₁₁, b₁₂, b₁₃.

b₂₀, b₂₁, b₂₂, b₂₃.

b₃₀, b₃₁, b₃₂, b₃₃.

Trasformazione ShiftRows

Ogni riga della matrice B è fatta scorrere column.

c₀₁, c₀₂, c₀₃, c₀₀.

c₁₀, c₁₁, c₁₂, c₁₃.

c₂₀, c₂₁, c₂₂, c₂₃.

c₃₀, c₃₁, c₃₂, c₃₃.

Trasformazione Mix Columns

Ogni elemento è calcolato secondo una complessa operazione.

Cifrature Rijndael

AddRound Key.

Round 1.

Round 9.

Round 10.

Testo cifrato.

16 bytes matrice a_i,j b_i,j b_i,j.

Trasformazione SubBytes

• Ogni bit della matrice a è trasformato nella b.
• Considera la corrispondente colonna.
• Elementi invertiti da 0 a 9.

Trasformazione ShiftRows

Righe della matrice B scorse.

Trasformazione Mix Columns

• Ogni colonna della matrice B da C.
• Riga calcolata in GF(2⁸).

M.C = D00000000000000000000000000000000×00010011001000100100010010001000=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

b₀, b₁, b₂, b₃.

b₀, b₁, b₂, b₃.

d₀, d₁, d₂, d₃.

(d₀, d₁, d₂, d₃)(d₀, d₁, d₂, d₃)(d₀, d₁, d₂, d₃)(d₀, d₁, d₂, d₃).

d₀, d₁, d₂, d₃.

d₀, d₁, d₂, d₃.

d₃, d₃.

d₀ = 2b₀ + 3b₁ + b₂ + b₃, d₁ = b₀ + 2b₁ + 3b₂ + b₃, d₂ = b₀ + b₁ + 2b₂ + 3b₃, d₃ = 3b₀ + b₁ + b₂ + 2b₃.

Add Round Key

La chiave di round è formata da 128 bit disposti in matrice di byte 4×4. Questa matrice è somma XOR con l'output del passo MC.

D⊕K = E.

(d_0,0, d_0,1, d_0,2, d_0,3)+(k_0,0, k_0,1, k_0,2, k_0,3)=(e_0,0, e_0,1, e_0,2, e_0,3).

(d_1,0, d_1,1, d_1,2, d_1,3)(k_1,0, k_1,1, k_1,2, k_1,3)(e_1,0, e_1,1, e_1,2, e_1,3).

(d_2,0, d_2,1, d_2,2, d_2,3)(k_2,0, k_2,1, k_2,2, k_2,3)(e_2,0, e_2,1, e_2,2, e_2,3).

(d_3,0, d_3,1, d_3,2, d_3,3)(k_3,0, k_3,1, k_3,2, k_3,3)(e_3,0, e_3,1, e_3,2, e_3,3).

(R₀, R₁, R₂, R₃)(R₄, R₅, R₆, R₇)(R₈, R₉, R₁₀, R₁₁)(R₁₂, R₁₃, R₁₄, R₁₅).

Output iniziale del round

Chiavi round

La chiave originale è formata da 128 bit disposti in matrice di byte 4×4. Questa matrice è ampliata eseguendo quattro cicli. Lo scopo è incrementare il valore della prima W(i0), W(i1), W(i2), W(i3).

Si esegue un ciclo da 1 a n = 4: W(i+4j) W(i+4(j-1)) T.

Al termine trasformatasi utilizza la funzione W' (la riga a W fino ad W a W' la riga trasformatasi).

Riga escluse A b0 A1 A13 della colonna W.