Алгоритм шифрования Twofish – это симметричный блочный шифр, который был разработан командой Options Technology в 1998 году. Являлся одним из пяти финалистов второго этапа конкурса AES. Алгоритм разработан на основе алгоритмов Blowfish, SAFER и SQUARE. В основе алгоритма лежит структура Фейстеля, которая применяется к блокам данных размером 128 бит. Twofish использует ключи переменной длины (от 128 до 256 бит) и имеет блочный размер входных и выходных данных 128 бит.
Ниже приведен общий алгоритм шифрования Twofish:
1. Инициализация: В начале алгоритма происходит расширение ключа. Ключ разбивается на несколько подключей, которые затем преобразуются и используются в последующих этапах алгоритма.
2. Раунды: Twofish состоит из 16 раундов. Каждый раунд содержит несколько шагов, включая перестановки, преобразования и комбинации различных подключей.
3. Шаги раунда: В каждом раунде происходят следующие шаги:
– Перестановка: Входные данные блока разбиваются на 4 части, которые затем перемешиваются с помощью нелинейных функций и преобразований подключей.
– Расширение ключа: Для каждого раунда используется новый подключ, который генерируется из исходного ключа с помощью битовых сдвигов и преобразований.
– Преобразование: После перестановки и расширения ключа происходит преобразование блока с помощью нелинейных функций и операций над битами.
– Комбинация ключа: Новый подключ объединяется с преобразованным блоком данных поэлементно с использованием операции XOR.
4. Конечный раунд: После 16 раундов выполняется финальное преобразование блока данных с использованием последнего подключа.
5. Вывод: Результатом шифрования является зашифрованный блок данных размером 128 бит.
Twofish является безопасным и эффективным алгоритмом шифрования, который широко применяется в различных системах и приложениях для защиты конфиденциальности данных.
Изучение Twofish с сокращенным числом раундов показало, что алгоритм обладает большим запасом прочности, и, по сравнению с остальными финалистами конкурса AES, он оказался самым стойким. Однако его необычное строение и относительная сложность породили некоторые сомнения в качестве этой прочности.
Нарекания вызвало разделение исходного ключа на две половины при формировании раундовых подключей. Криптографы Fauzan Mirza и Sean Murphy предположили, что такое разделение дает возможность организовать атаку по принципу «разделяй и властвуй», то есть разбить задачу на две аналогичные, но более простые. Однако реально подобную атаку провести не удалось.
На 2008 год лучшим вариантом криптоанализа Twofish является вариант усечённого дифференциального криптоанализа, который был опубликован Shiho Moriai и Yiqun Lisa Yin в Японии в 2000 году. Они показали, что для нахождения необходимых дифференциалов требуется 251 подобранных открытых текстов. Тем не менее исследования носили теоретический характер, никакой реальной атаки проведено не было. В своём блоге создатель Twofish Брюс Шнайер утверждает, что в реальности провести такую атаку невозможно.
Twofish – алгоритм блочного шифрования, который широко применяется в различных областях, где требуется обеспечение безопасности информации. Ниже приведены некоторые из примеров применения Twofish:
1. Криптографическая защита данных: Twofish широко используется для защиты данных в различных приложениях, включая операционные системы, базы данных, облачные хранилища и коммуникационные протоколы.
2. Финансовые транзакции: Twofish часто применяется в системах электронных платежей и банковских операциях для защиты конфиденциальности и целостности данных.
3. Защита информации в сети: Twofish может использоваться для шифрования данных, передаваемых по сети, включая электронную почту, пакеты данных и виртуальные частные сети (VPN).
4. Управление правами доступа: Twofish может применяться для защиты конфиденциальных данных и управления доступом к ним в системах управления правами доступа.
5. Защита сохраненных данных: Twofish может использоваться для шифрования хранящихся данных, включая файлы, диски и устройства хранения информации.
6. Криптографические протоколы: Twofish может быть использован в различных криптографических протоколах, включая SSL/TLS, IPsec и SSH, для обеспечения безопасности данных при передаче по сети.
В целом, Twofish обладает широким спектром применения и может использоваться во множестве областей, где требуется обеспечение безопасности информации.