ГОСТ Р 34.12-2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры

4. Алгоритм блочного шифрования с длиной блока n = 128 бит

 

4.1 Значения параметров

4.1.1 Нелинейное биективное преобразование

В качестве нелинейного биективного преобразования выступает подстановка , где . Значения подстановки записаны ниже в виде массива :

= (252, 238, 221, 17, 207, 110, 49, 22, 251, 196, 250, 218, 35, 197, 4, 77, 233, 119, 240, 219, 147, 46, 153, 186, 23, 54, 241, 187, 20, 205, 95, 193, 249, 24, 101, 90, 226, 92, 239, 33, 129, 28, 60, 66, 139, 1, 142, 79, 5, 132, 2, 174, 227, 106, 143, 160, 6, 11, 237, 152, 127, 212, 211, 31, 235, 52, 44, 81, 234, 200, 72, 171, 242, 42, 104, 162, 253, 58, 206, 204, 181, 112, 14, 86, 8, 12, 118, 18, 191, 114, 19, 71, 156, 183, 93, 135, 21, 161, 150, 41, 16, 123, 154, 199, 243, 145, 120, 111, 157, 158, 178, 177, 50, 117, 25, 61, 255, 53, 138, 126, 109, 84, 198, 128, 195, 189, 13, 87, 223, 245, 36, 169, 62, 168, 67, 201, 215, 121, 214, 246, 124, 34, 185, 3, 224, 15, 236, 222, 122, 148, 176, 188, 220, 232, 40, 80, 78, 51, 10, 74, 167, 151, 96, 115, 30, 0, 98, 68, 26, 184, 56, 130, 100, 159, 38, 65, 173, 69, 70, 146, 39, 94, 85, 47, 140, 163, 165, 125, 105, 213, 149, 59, 7, 88, 179, 64, 134, 172, 29, 247, 48, 55, 107, 228, 136, 217, 231, 137, 225, 27, 131, 73, 76, 63, 248, 254, 141, 83, 170, 144, 202, 216, 133, 97, 32, 113, 103, 164, 45, 43, 9, 91, 203, 155, 37, 208, 190, 229, 108, 82, 89, 166, 116, 210, 230, 244, 180, 192, 209, 102, 175, 194, 57, 75, 99, 182).

 

4.1.2 Линейное преобразование

Линейное преобразование задается отображением , которое определяется следующим образом:

 

(1)

 

для любых , i = 0, 1, ..., 15, где операции сложения и умножения осуществляются в поле , а константы являются элементами поля в указанном ранее смысле.

4.2 Преобразования

При реализации алгоритмов зашифрования и расшифрования используются следующие преобразования:

 

	, где ;	(2)
	, где, , i = 0, 1, ..., 15;	(3)
	преобразование, обратное к преобразованию S, которое может быть вычислено, например, следующим образом: , где , , i = 0, 1, ..., 15, - подстановка, обратная к подстановке ;	(4)
	, где, , i = 0, 1, ..., 15;	(5)
	L(a) = R16(a), где ;	(6)
	преобразование, обратное к преобразованию R, которое может быть вычислено, например, следующим образом: где, , i = 0, 1, ..., 15;	(7)
	L-1(a) = (R-1)16(a), где ;	(8)
	, где .	(9)

 

4.3 Алгоритм развертывания ключа

Алгоритм развертывания ключа использует итерационные константы , i = 1, 2, ..., 32, которые определены следующим образом:

 

C_i = L(Vec₁₂₈(i)), i = 1, 2, ..., 32. (10)

 

Итерационные ключи , i = 1, 2, ..., 10, вырабатываются на основе ключа , , i = 0, 1, ..., 255 и определяются равенствами:

 

K₁ = k₂₅₅||...||k₁₂₈;

 

K₂ = k₁₂₇||...||k₀;

 

(K_{2i + 1}, K_{2i + 2}) = F[C_{8(i - 1) + 8}]...

...F[C_{8(i - 1) + 1}](K_{2i - 1}, К_2i), i = 1, 2, 3, 4. (11)

 

4.4 Базовый алгоритм шифрования

4.4.1 Алгоритм зашифрования

Алгоритм зашифрования в зависимости от значений итерационных ключей , i = 1, 2, ..., 10, реализует подстановку , заданную на множестве V₁₂₈ в соответствии с равенством

 

, (12)

 

где .

4.4.2 Алгоритм расшифрования

Алгоритм расшифрования в зависимости от значений итерационных ключей , i = 1, 2, ..., 10 реализует подстановку , заданную на множестве V₁₂₈ в соответствии с равенством

 

, (13)

 

где .