Blowfish. 
Защита информации в глобальной сети

Blowfish 97 использует ряд схем систем защиты в два этапа. Первичный механизм шифрования базируется на Blowfish, которую разработал в 1993 году Bruce Schneier. Blowfish — это симметричный шифр, который использует ключи сменной длины — от 32 бит до 448 бит. Система защиты Blowfish не запатентована, и, следовательно, разрешена для использования в любом продукте, в который входит. Существуют четыре разных варианта Blowfish, вы часто можете встретиться с ней среди опций многих программ защиты.

Blowfishблочный шифр с ключом переменной длины. Это подходит для приложений, где ключ изменяется не часто, подобных линии связи или автоматическому шифрователю файла. Он значительно быстрее, чем DES при выполнении на 32-битных процессорах с большим КЭШем данных, таких как Pentium и PowerPC.

ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА

Blowfish — 64-битный блочный шифр с ключом переменной длины. Алгоритм включает в себя 2 части: часть расширения ключей и часть шифрования данных. Расширение ключа преобразует ключ, в большинстве 448-битный, в несколько суммированных массивов подключей в 4168 байт.

Шифрование данных происходит через 16-итерационную сеть Feistel. Каждая итерация состоит из ключе-зависимой перестановки, и зависящей от ключа и данных замены. Все операции — XOR и сложение на 32-битных словах. Единственные дополнительные операции — 4 поиска в индексированных массивах на итерацию.

Подключи: Blowfish использует большое количество подключей. Эти ключи должны быть предварительно вычислены перед любым шифрованием данных или расшифровкой.

• 1. P-массив включает 18 32-битных подключей: P1, P2,…, P18.
• 2. Имеются четыре 32-битных S-блока с 256 входами каждый: S1,0, S1,1,…, S1,255; S2,0, S2,1,., S2,255; S3,0, S3,1,…, S3,255; S4,0, S4,1,., S4,255.

Шифрование: Blowfish — сеть Feistel, которая включает 16 итераций.

Реализации Blowfish, которые требуют наибольших скоростей, не должны организовываться в цикле, что гарантирует присутствие всех подключей в КЭШе.

Всего, 521 итерация требуются, для генерации всех требуемых подключей. Прикладные программы могут сохранить подключи, чтобы сократить время.

MINI-BLOWFISH

Следующие малые версии Blowfish определены исключительно для криптоанализа. Они не предлагаются для реализации. Blowfish-32 имеет размер блока в 32 бита, и массивы подключей с 16 битными входами (каждый S-блок имеет 16 входов). Blowfish-16 имеет размер блока в 16-бит, и массивы подключей с 8-битными входами (каждый S-блок имеет 4 входа).

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА

Вероятность ошибок в реализации алгоритма мала, т.к. сами S блоки и P-блок очень просты. 64-битный блок в действительности разбивается на 32-битные слова, что совместимо с существующими алгоритмами. В Blowfish можно легко повышать размер блока до 128-бит, и понижать размер блока. Криптоанализ вариантов мини-Blowfish может быть значительно проще, чем криптоанализ полной версии.

Сеть Feistel, составляющая тело Blowfish, разработана так, чтобы при наибольшей простоте она сохраняла свои криптографические свойства.

В проекте алгоритма существует два способа гарантировать, что ключ является достаточно длинным, чтобы достичь нужного уровня защиты. Первый в том, чтобы тщательно разработать алгоритм так, чтобы энтропия случайно введенного ключа сохранялась, так как тогда не существует другого метода криптоанализа, кроме атаки в «лоб». Другой способ — в увеличении длины ключа настолько, что уменьшение эффективности ключа на несколько битов не дает больших преимуществ. Так как Blowfish разработан для больших процессоров с большим размером памяти я выбрал последний способ.

Отнимающий много времени процесс порождения подключей добавляет сложность для нападения «в лоб». Всего 522 итераций алгоритма шифрования требуется, чтобы проверить один ключ, что добавляет 29 шагов при любом нападение в лоб.

ВОЗМОЖНЫЕ УПРОЩЕНИЯ

Меньшее количество итераций. Вероятно, возможно уменьшение количества итераций с 16 до 8 без сильного ослабления защиты. Число итераций требуемых для защиты может зависеть от длины ключа. Обратите внимание, что с имеющейся процедурой порождения подключа, алгоритм с 8 итерациями не может обрабатывать ключ длиной больше 192 бит.

Непрерывное вычисление подключа. Текущий метод вычисления подключей требует, чтобы все подключи вычислялись перед любым шифрованием. Фактически невозможно вычислить последний подключ последнего S-блока без вычисления перед этим предыдущего ключа. Был бы предпочтительней альтернативный метод вычисления подключа: когда каждый подключ может быть вычислен независимо от другого подключа. Высококачественные реализации могли бы предварительно вычислять подключи для более высокой скорости, но реализации с низкими требованиями могут вычислять подключи, когда это необходимо.

Наиболее эффективный способ взломать Blowfish — через полный перебор ключей Исходный текст на Си и тестовые векторы может получить любой, желающий реализовать алгоритм, в соответствие с законами США об экспорте.

Blowfish незапатентован, и будет таким оставаться во всех странах. Алгоритм тем самым помещен в общую область и может быть использован любым.

Blowfish — это простая и легкая в понимании программа. Панель инструментов содержит только картинки и ни одного слова. Четкая система подсказок. Выбрав файл, и нажав на изображение «замка», вы получите сообщение, что сейчас возможно использование шифрования только с ключом из пяти позиций, но после регистрации доступными будут и 32 000;символьные ключи шифрования. После введения ключа процесс шифрования длится несколько секунд. Файл получает новое расширение (.BFA), которое служит командой для операционной системы при встрече с ним запустить в действие Blowfish Advanced.

В сети существует также защитная программа под Windows 95/NT, которая использует механизм Blowfish. EncLib 5/5 Использует для шифрования варианты Blowfish CDC и ECB.