Διαφορά μεταξύ σύγχυσης και διάχυσης

• 2019

Οι όροι σύγχυση και διάχυση είναι οι ιδιότητες για την κατασκευή ενός ασφαλούς κρυπτογράφου. Και η σύγχυση και η διάχυση χρησιμοποιούνται για να εμποδίσουν το κλειδί κρυπτογράφησης από την έκπτωσή του ή τελικά για την αποτροπή του αρχικού μηνύματος. Η σύγχυση χρησιμοποιείται για τη δημιουργία κρυμμένου κειμένου χωρίς γνώση, ενώ η διάχυση χρησιμοποιείται για την αύξηση του πλεονασμού του απλού κειμένου σε όλο το μεγαλύτερο μέρος του κρυπτογράφου ώστε να καταστεί ασαφής. Ο κρυπτογράφος ροής βασίζεται μόνο στη σύγχυση. Εναλλακτικά, η διάχυση χρησιμοποιείται τόσο από το ρεύμα όσο και από τον αποκρυπτογραφημένο κρυπτογράφο.

Ο Claude Shannon πρότεινε την τεχνική της σύγχυσης και της διάχυσης για τη σύλληψη των θεμελιωδών μπλοκ μιας κρυπτογραφικής λειτουργίας αντί να χρησιμοποιεί μια μακρά και χρονοβόρα μέθοδο στατιστικής. Ο Shannon ανησυχούσε κυρίως για την πρόληψη της κρυπτοανάλυσης με τη βοήθεια της στατιστικής ανάλυσης.

Ο λόγος πίσω από αυτό είναι ο εξής. Υποθέστε ότι ο επιτιθέμενος έχει κάποια κατανόηση των στατιστικών χαρακτηριστικών του απλού κειμένου. Για παράδειγμα, σε ένα κατανοητό από άνθρωπο μήνυμα, η κατανομή συχνότητας των αλφαβήτων μπορεί να γίνει γνωστή εκ των προτέρων. Στην περίπτωση αυτή, η κρυπτοανάλυση είναι αρκετά εύκολη στη διεξαγωγή όπου τα γνωστά στατιστικά στοιχεία μπορούν να αντικατοπτρίζονται στο κρυπτοκείμενο. Αυτή η κρυπτογράφηση μπορεί βεβαίως να συναγάγει το κλειδί ή κάποιο τμήμα του κλειδιού. Αυτός είναι ο λόγος που ο Shannon πρότεινε δύο μεθόδους, δηλαδή τη σύγχυση και τη διάχυση.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	Σύγχυση	Διάχυση
Βασικός	Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ασαφών κειμένων κειμένου.	Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σκοτεινών, απλών κειμένων.
Ψάχνει να	Κάντε μια σχέση μεταξύ των στατιστικών του κρυπτογράφου και της αξίας του κλειδιού κρυπτογράφησης όσο το δυνατόν πιο περίπλοκη.	Η στατιστική σχέση μεταξύ του απλού κειμένου και του κρυπτογράφου γίνεται όσο πιο πολύπλοκη γίνεται.
Επιτεύχθηκε μέσω	Αλγόριθμος αντικατάστασης	Αλγόριθμος μεταφοράς
Χρησιμοποιηθηκε απο	Κρυπτογράφημα ροής και κρυπτογράφηση μπλοκ	Αποκλεισμός κρυπτογράφησης μόνο.
Εχει ως αποτέλεσμα	Αυξημένη ασάφεια	Αυξημένη απόλυση

Ορισμός της σύγχυσης

Η σύγχυση είναι μια κρυπτογραφική τεχνική που έχει σχεδιαστεί για να αυξήσει την ασάφεια του κειμένου κρυπτογράφησης, με απλές λέξεις η τεχνική εξασφαλίζει ότι το κρυπτογραφικό κείμενο δεν δίνει καμιά ένδειξη για το απλό κείμενο. Στη δεδομένη τεχνική η σχέση μεταξύ των στατιστικών του κειμένου κρυπτογράφησης και της τιμής του κλειδιού κρυπτογράφησης διατηρείται όσο το δυνατόν πιο σύνθετη. Παρόλο που ο επιτιθέμενος ελέγχει τα στατιστικά στοιχεία του κρυπτογράφου, δεν θα μπορούσε να εξαγάγει το κλειδί ως τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιήθηκε το κλειδί για την παραγωγή αυτού του κρυπτοκείμενο είναι τόσο περίπλοκο.

Η σύγχυση μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση υποκατάστασης και πολύπλοκου αλγόριθμου κρυπτογράφησης που βασίζεται στο κλειδί και στην είσοδο (απλό κείμενο).

Ορισμός της διάχυσης

Η διάχυση είναι μια κρυπτογραφική τεχνική που εφευρέθηκε για να αυξήσει την πλεονασμό του απλού κειμένου για να συγκαλύψει τη στατιστική δομή του απλού κειμένου για να αποτρέψει τις προσπάθειες εξαγωγής του κλειδιού. Στη διάχυση, η στατιστική δομή του απλού κειμένου μπορεί να εξαφανιστεί σε στατιστικές μεγάλου βεληνεκούς του κρυπτογράφου και η σχέση μεταξύ τους είναι πολύπλοκη, ώστε κανείς να μην μπορεί να εξαγάγει το αρχικό κλειδί.

Αυτό επιτυγχάνεται με την εξάπλωση του ατομικού ψηφίου σε πολλά κείμενα ψηφιακού κειμένου, όπως όταν αλλάζει ένα ενιαίο κομμάτι του κειμένου, πρέπει να επηρεάζει ολόκληρο το κείμενο κρυπτογράφησης ή η αλλαγή πρέπει να εμφανίζεται σε ολόκληρο το κείμενο κρυπτογράφησης.

Στον κρυπτογραφημένο κώδικα η διάχυση μπορεί να επιτευχθεί εφαρμόζοντας κάποια μετάθεση στα δεδομένα με συνάρτηση της μετάθεσης, το αποτέλεσμα είναι ότι το bit από διαφορετικές θέσεις στο αρχικό απλό κείμενο θα συνεισφέρει σε ένα μόνο bit του κρυπτογράφου. Ο μετασχηματισμός στον κρυπτογραφικό κατάλογο εξαρτάται από το κλειδί.

Βασικές διαφορές μεταξύ σύγχυσης και διάχυσης

1. Η τεχνική σύγχυσης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ασαφούς κρυπτογραφημένου κώδικα ενώ η διάχυση χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει ασαφή πλατύπετα.
2. Η σύγχυση επιχειρεί να καταστήσει τη στατιστική συσχέτιση μεταξύ του απλού κειμένου και του κρυπτογραφημένου κώδικα όσο το δυνατόν πιο περίπλοκη. Αντίθετα, η τεχνική διάχυσης επιχειρεί να καταστήσει όσο το δυνατόν πιο περίπλοκη τη συσχέτιση μεταξύ των στατιστικών στοιχείων του κρυπτογράφου και της αξίας του κλειδιού κρυπτογράφησης.
3. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν αλγόριθμοι αντικατάστασης για να επιτευχθεί σύγχυση. Αντιθέτως, η διάχυση μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση τεχνικών μεταφοράς.
4. Ο αποκλεισμός του κρυπτογράφου εξαρτάται από τη σύγχυση καθώς και από τη διάχυση, ενώ ο ρεύμα κρυπτογράφησης χρησιμοποιεί μόνο σύγχυση.

συμπέρασμα

Η σύγχυση και η διάχυση είναι αμφότερες οι κρυπτογραφικές τεχνικές όπου με σύγχυση ο σκοπός είναι να καταστεί όσο το δυνατόν πιο περίπλοκη η σχέση μεταξύ των στατιστικών του κρυπτοκειμένου και της αξίας του κλειδιού κρυπτογράφησης. Από την άλλη πλευρά, η διάχυση προσπαθεί να αποκρύψει τη στατιστική δομή του απλού κειμένου μέσω της εξάπλωσης της επίπτωσης κάθε ξεχωριστού ψηφίου σε μεγαλύτερο μέρος ή σε ψηφία κρυπτογράφου.