צופן הבלוקים הפנימי formula_15 בנוי בסגנון רשת החלפה-תמורה עם בלוק באורך 16 סיביות (2 בתים) ולמעשה מחולק לארבעה צפנים כשכל אחד מהם מקבל תת-מפתח formula_16 באורך 64 סיביות (8 בתים) כאשר formula_17 מתייחס למספר הצופן. למעט המפתח השונה הצופן זהה בכל הארבעה והוא פועל עם ארבעה סבבים רגילים בשלוש שכבות החלפה/פיזור/הוספת מפתח וסבב חמישי המכיל רק את שכבת הוספת המפתח וההחלפה לא הפיזור. תת-המפתח מחולק לארבעה מפתחות קטנים באורך 16 סיביות כל אחד: formula_18 כל מפתח מתאים לסבב אחד ולצורך הסבב האחרון מכינים שני מפתחות נוספים formula_19 הנגזרים ישירות מהמפתחות הקודמים (המפתח החמישי הוא תוצאת XOR של המפתח הראשון עם השני והמפתח השישי הוא XOR של המפתח השני עם הרביעי).
בארבעת הסבבים הראשונים של הצופן שלוש השכבות מתבצעות כך:
כאשר formula_21 הוא בלוק הקלט באורך 16 סיביות. כדי לחסוך בצריכת זיכרון ואנרגיה אפשר להשתמש רק בתיבת החלפה אחת במקום ארבעה. הגרסה עם תיבת החלפה אחת החוזרת על עצמה ארבע פעמים היא קומפקטית ומשיגה אותה רמת ביטחון כמו עם ארבע תיבות החלפה שונות.
בסבב האחרון לא מבצעים את שכבת הפיזור אלא מבצעים XOR עם המפתח האחרון.
Hummingbird-2.
Hummingbird-2 הוא צופן בלוקים היברידי המיועד לחומרה מוגבלת משאבים, פותח בהשראת האניגמה ומשלב תכונות של צופן בלוקים עם צופן זרם. הוא מקבל מפתח סודי באורך 128 סיביות ווקטור אתחול באורך 64 סיביות ומצפין בלוק מידע באורך 16 סיביות ואם נדרש מייצר בנוסף תג אימות עבור כל בלוק קלט שהוצפן. כקודמו Hummingbird-1 זהו צופן קל משקל שפותח בעיקר עבור מיקרו-בקרים ומערכות משובצות מחשב בהתקנים קטנים כמו RFID וסנסור אלחוטי. בהשוואה לגרסה הקודמת ובהתחשב בקריפטואנליזה חדשה של הצופן בעיקר בגרסה הקודמת נעשו מספר שינויים. המצב הפנימי הורחב ל-128 סיביות, פונקציית העדכון של המצב הפנימי שופצה בהתאם. כמו כן נעשו שינויים בתיבות ההחלפה ופונקציית הסבב הפנימית.
הצפנה מאומתת.
Hummingbird-2 משמש גם כאלגוריתם הצפנה מאומתת המספק במקביל סודיות והגנה על שלמות המידע בריצה אחת. כתוצאה מכך יעילות האלגוריתם גבוהה במיוחד ביישום בחומרה. כקודמו, הצופן אינו מתאים בדיוק לקטגוריה של צופן בלוקים או צופן זרם, אלא מעין הכלאה של השנים בסגנון דומה לצפנים Helix ו-Phelix. הוא פותח בעקבות הפקת לקחים במיוחד לאור קריפטואנליזה של Saarinen נגד הצופן הקודם Hummingbird-1 ולדעת המפתחים הצופן החדש עמיד נגד כל ההתקפות הקריפטואנליטיות הידועות, אם כי קיים מחקר שמראה אחרת.
תיאור האלגוריתם.
Hummingbird-2 מקבל בלוק טקסט גלוי באורך 16 סיביות (שני בתים), מפתח סודי באורך 128 סיביות (32 בתים) ווקטור אתחול באורך 64 סיביות (16 בתים) ומפיק בלוק מוצפן באורך 16 סיביות וכן במידה שנדרש מפיק תג אימות (באורך של עד שמונה מילים) של הבלוק המוצפן בנוסף למידע אחר גלוי שנקרא "מידע נלווה" אם קיים, כמו הערכים החד-פעמיים הגלויים המשמשים לאתחול הצופן או חבילת כותר המכילה מידע תפעולי.
וקטור האתחול formula_22 מחולק לארבע מילים: formula_23, המפתח הסודי formula_24 מחולק לשמונה מילים: formula_25 והמצב הפנימי (הזיכרון) formula_26 של הצופן מחולק לשמונה אוגרים: formula_27. כל המילים הן באורך 16 סיביות. הפעולות הן חיבור מודולו 65536, XOR ופונקציית ערבוב אי-ליניארית formula_28. הפונקציה האי-ליניארית מורכבת מארבע תיבות תמורה לפי טבלה קבועה על כל המילים ולאחריהם מתבצע פיזור ליניארי. תיבות ההחלפה מוצגות בטבלה הבאה:
תיבות ההחלפה של Hummingbird-2 תופסות שטח של 256 סיביות (32 בתים).
להלן הגדרה פורמלית של הפונקציה formula_28 המשתמשת בתורה בפונקציית ההחלפה formula_30 הכוללת את ארבע תיבות ההחלפה המתוארות ובפונקציה הליניארית formula_31:
פונקציית ההצפנה.
מבנה כללי של פונקציית הסבב הפנימית formula_32 המקבלת חמש מילים, את הקלט formula_33 וארבעה מפתחות ומשתמשת ב-formula_34 הוא:
הפונקציה ההופכית formula_36 וכן הפונקציה ההופכית formula_37 נגזרות ישירות מהפונקציות האמורות.
אתחול.
המצב הפנימי של הצופן מאותחל בארבעה מהלכים. תחילה טוענים את וקטור האתחול:
ומפעילים את פונקציית הסבב ארבע פעמים:
המצב ההתחלתי לפני ההצפנה של הבלוק הראשון הוא formula_39. הסמל formula_40 מייצג את המשלים ל-2 של formula_41.
הצפנה.
פונקציית ההצפנה של בלוק אחד: formula_42 מבצעת ארבע קריאות לפונקציית הסבב הפנימית:
והטקסט המוצפן הוא formula_43.
פענוח מתבצע בדרך דומה אך עם הפונקציות ההופכיות ובסדר הפוך של המפתחות.
עדכון מצב פנימי.
לאחר הצפנה או פענוח מבצעים את המהלכים הבאים לעדכון המצב הפנימי:
תג אימות.
לאחר עיבוד כל המידע המוצפן והמידע הגלוי (שאינו מוצפן רק מועבר כמו שהוא) אפשר לייצר תג אימות formula_44 באורך של formula_45 מילים. תחילה מפעילים את הצופן שלוש פעמים ללא פלט כלשהו:
כאשר formula_46 ו-formula_47 מייצגים את תכולת הזיכרון באוגרים האמורים בכל סבב לפני הפעלת פונקציית ההצפנה formula_48. התג formula_44 מורכב מהמילים:
מצב הפעלה המדמה צופן זרם.
לעיתים נדרש להצפין ולאמת יחידות מידע הקטנות ממילה באורך 16 סיביות, במקרה כזה אפשר פשוט להצפין את המידע על ידי תוצאה חתוכה של פונקציית ההצפנה. למשל אם המידע formula_33 באורך formula_51 סיביות, כאשר formula_52 מצפינים פעם אחת בלוק של 16 אפסים ומחברים ב-XOR את formula_51 הסיביות הראשונות של התוצאה המוצפנת עם בלוק המידע formula_33 כך: formula_55. לצורך תג האימות ממשיכים להריץ את הצופן, מעדכנים את המצב הפנימי ומפיקים תג אימות כמתואר לעיל.
היות ש-Hummingbird-2 הוא אלגוריתם הצפנה מאומתת כמו GCM, הוא כולל שימוש בוקטור אתחול חד-פעמי. אף על פי שצופן זה אינו רגיש לשימוש חוזר כמו GCM, מומלץ להימנע משימוש חוזר בוקטור אתחול כל עוד המפתח לא הוחלף (אחד משניהם חייב להיות שונה לפני שמצפינים ומאמתים מסרים נוספים). במילים אחרות ההסתברות ששני מסרים יוצפנו עם אותו מפתח ואותו וקטור אתחול צריכה להיות נמוכה מ-formula_56. במקרה שהמשתמש לא עמד בקריטריון זה התוצאה תהיה שהמתקיף יוכל לזהות הצפנה של בלוקים זהים. דבר שרצוי להימנע ממנו במקרים מסוימים.
ביטחון ועילות.
בגרסה הראשונה התגלו חולשות בצופן הבלוקים הפנימי. Markku-Juhani O. Saarinen פרסם התקפה דיפרנציאלית שמסוגלת לשחזר את המפתח תוך מספר מיליוני מסרים נבחרים במה שקרוי התקפת גלוי-נבחר בסיבוכיות של formula_57 פעולות אוף ליין. גרסה 2 יחסית חדשה ועדיין אין הרבה קריפטואנליזה שלה. קיים מחקר שמבוסס על התנגשויות דיפרנציאליות נגד פונקציית הסבב הפנימית, שמראה שקיימת בה בעיה דומה. המחברים מראים אפשר לשבור את הצופן בזמן של formula_58 בסיבוכיות מקום של formula_58 עם מספר זוגות של מפתחות קשורים.
אנטון זאבולוטני
האיגוד הכול-גרמני
החזית העממית הכול-רוסית
חסם הולכה עלייתי-חדרי
חסם הולכה עלייתי-חדרי (באנגלית: Atrioventricular block או A.V. Block) הוא מצב בו נפגע מסלול הולכת החשמל התקין בלב האדם כתוצאה מפגיעה בהעברת הדחף החשמלי בקשר הפרוזדור והחדר (AV node). ההפרעה מחולקת לשלוש דרגות עיקריות כאשר כל אחת מהדרגות מאופיינת בתצורה קלינית שונה.
מסלול העברת הדחף החשמלי בלב במצב התקין מתחיל מקוצב הסינוס (SA Node). קוצב הסינוס מייצר דה-פולריזציה מוקדם יותר מכל שאר תאי הלב. הוא מכניס בכך את כל שאר תאי הלב ל"תקופה רפרקטורית מוחלטת" במהלכה הם אינם מסוגלים לייצר דה פולריזציה עצמונית. הדחף החשמלי היוצא מקוצב הסינוס עובר בסיבי ההולכה השונים בעליות ומשם הוא יורד אל הקוצב המשני - "Atrioventricular Node". הקוצב המשני מהווה את נקודת הקישור היחידה שבין העליות לחדרים. באדם בריא ובמצב התקין מתעכב הזרם בקוצב המשני לפרק זמן של בין 120-200 מילישניות (3-5 משבצות בתרשים המוניטור). מהקוצב המשני ממשיך הדחף החשמלי אל חדרי הלב דרך סיבים המכונים "סיבי פורקנייה". הוא עובר באלומת הפרוזדור והחדר, המכונה גם "סיב ההולכה על שם היס", ממשיך אל צרור ההולכה הימני והשמאלי ומשם ממשיך אל סיבי ההולכה הסופיים המפושטים לאורכם ולרוחבם של חדרי הלב.
חסם הולכה עלייתי-חדרי כולל את המקרים בהם הדחף החשמלי מתעכב בקוצב המשני לפרק זמן העולה על פרק הזמן הנורמלי (0.2 שניות), וכן את המקרים בהם הקוצב המשני נחסם באופן חלקי או מלא. חסימה מלאה של קוצב ה-AV היא מצב חירום רפואי. היא עשויה לגרום להפסקת התכווצות החדרים בשל אי הגעת הדחף החשמלי אליהם. במצבים מסוימים עשויים תאי הלב להשתמש בתכונת האוטומטיות שלהם ולהתחיל לייצר דה פולריזציה עצמונית על מנת לפצות על אי הגעת הזרם.
הגורמים לחסם הולכה עלייתי-חדרי מגוונים וכוללים בתוכם איסכמיה, מחלות ניווניות של הקוצב המשני, מיוקרדיטיס, פריקרדיטיס, גורמים תורשתיים, השפעת ארס נחשים מסוימים (שרף עין גדי לדוגמה), גירוי וגאלי או שימוש בתרופות מסוימות. סוגים מסוימים של חסם הולכה עלייתי-חדרי עשויים להופיע גם באופן תקין אצל ילדים או אצל ספורטאים.
דרגות חסמי ההולכה.
חסם הולכה מדרגה ראשונה.