בעקרון קשה לתת הגדרה פורמלית לביטחון צופן בלוקים. המודל המקובל של "ביטחון מוכח" נקרא ביטחון סמנטי והוא משתמש במושג שנקרא 'אי-יכולת הבחנה', דהיינו צופן הבלוקים יהיה בטוח אם היריב לא יוכל להבחין בהסתברות גבוהה מחצי באופן ניכר, בין תוצאת הצפנה עם מפתח הצפנה סודי כלשהו לבין פרמוטציה אקראית אמיתית, במקרה כזה הצופן ייקרא PRP-בטוח. ההנחה היא שהטקסט המוצפן אקראי וכן המפתח נבחר באקראי מתוך מרחב המפתחות המקסימלי בהסתברות שווה, או לפחות נראה כאקראי מבחינה חישובית מה שקרוי פסאודו-אקראי. אפשר להציג זאת באמצעות משחק כדלהלן, נניח ש-E הוא צופן בלוקים שאת ביטחונו אנחנו מעוניינים לבדוק. לצורך המשחק נתון אורקל שמסוגל לבחור מפתח הצפנה אקראי כלשהו ולהצפין כל מסר שיתבקש, הוא יכול לשדר את תוצאת ההצפנה אך אסור לו לחשוף את המפתח. היריב שולח מסר כלשהו formula_97 לאורקל שפועל כדלהלן; מטיל מטבע ובמקרה שמתקבל עץ, מחזיר ליריב את תוצאת ההצפנה של formula_97 באמצעות formula_99 עם מפתח אקראי כלשהו שהוא בחר. אם מתקבל פלי הוא מחזיר תמורה אקראית כלשהי. תפקידו של היריב היא לנחש האם הערך שקיבל מהאורקל הוא תוצאה של הצפנת formula_97 ששלח קודם לכן או מספר אקראי לא מעניין. במילים אחרות עליו לנחש מה הייתה תוצאת הטלת המטבע. היריב יצליח בהתקפה אם ינחש נכונה בשיעור העולה על 50% במידה ניכרת או כפי שמקובל לומר בשיעור 'בלתי זניח' לפי פונקציית זניחות כלשהי שנהוג לסמנה formula_101. קיימים מספר מודלים של ביטחון המבוססים על עיקרון זה. במודלים מסוימים מוקנה ליריב כוח רב יותר, כאשר באפשרותו לבחור את הטקסטים אותם הוא מעוניין להצפין, במילים אחרות בידיו זוגות של טקסט-מקורי וטקסט-מוצפן מתאים ומשימתו לגלות את מפתח ההצפנה. בגרסאות חלשות יותר ההתקפה נקראת פסיבית במובן שהתוקף יכול רק לראות טקסט מוצפן אך לא את מקורו.
אופני ההפעלה של צופן בלוקים אמורים להבטיח שההצפנה של טקסט ארוך תהיה בטוחה לפחות כביטחון הצפנת בלוק יחיד, על פי המודלים של הביטחון השונים. אופן הפעלה ECB יוצא דופן בכך שלא משנה מה חוזקו של צופן הבלוקים, התוצאה תהיה חלשה במובן שהיא חושפת בפני תוקף פוטנציאלי מידע שאינו אמור לקבל. מרבית סגנונות ההפעלה המודרניים מספקים ביטחון מוכח תחת הנחה סטנדרטית שצופן הבלוקים איתו הם עושים שימוש נקרא PRP בטוח.
צופן בלוקים בר התאמה.
המושג צופן בלוקים בר התאמה (Tweakable Block Cipher) הוצע לראשונה ב-2002 על ידי מוזס ליסקוב, רונלד ריבסט ודויד וגנר. הם פיתחו רעיון ל'פרימיטיב קריפטוגרפי' שלו תכונה נוספת הנקראת tweak (התאמה). זהו צופן בלוקים רגיל שמקבל מלבד הקלט הרגיל שהוא בלוק טקסט גלוי ומפתח הצפנה סודי, ערך נוסף המשמש כוקטור אתחול או nonce, ערך ייחודי וחד-פעמי כלשהו שאינו חייב להיות אקראי או סודי. הרעיון של שימוש בוקטור אתחול כבר קיים בסגנונות ההפעלה של צופן בלוקים אבל ברמה גבוהה יותר (כלומר מופרדת מהצופן עצמו). ההצעה שלהם היא להוריד את התוספת לרמה של הצופן ולהפוך אותה לחלק בלתי נפרד ממנו, לטענתם פיתוח צופן בלוקים שמוטמעת בו יכולת התאמה כזו אינו קשה ובמחיר מועט אפשר לקבל צופן בלוקים עם ביטחון מוכח, כך שתוצאת הצפנת שני בלוקים זהים תהיה שונה תמיד גם אם המפתח זהה. הסיבה לפיתוח מבנה זה היא בשל העובדה שבדרך כלל תהליך הכנת המפתח בצופן בלוקים איטי ויקר במונחי מחשוב כיוון שאינו מעוצב להחלפה תדירה של מפתחות, מה שמאלץ את הפעלת צופן הבלוקים באופן הפעלה מתקדם כלשהו כמו EAX שבא על חשבון יעילות. החלפת וקטור אתחול זולה יותר ולכן מועדפת במקרים שבהם זה אפשרי.
המרת צופן בלוקים לצופן בלוקים בר התאמה.
אפשר להמיר כל צופן בלוקים לצופן בלוקים בר התאמה. דרך אחת שהוכחה כבטוחה על ידי וגנר, ליסקוב וריבסט היא כדלהלן:
formula_103 וקטור האתחול, formula_15 המפתח ו-formula_70 הוא המסר. מצד שני מבנה זה פחות יעיל כי נדרשים להפעיל את צופן הבלוקים פעמיים עבור כל בלוק. אם מחליפים קריאה אחת לצופן הבלוקים בפונקציית גיבוב אוניברסלית פשוטה ומהירה אפשר להגיע לביצועים טובים עם מבנה כמו זה:
כאשר formula_107 היא פונקציית גיבוב כלשהי כמו UHASH.
צופן בלוקים בר התאמה ייעודי.
בצופן כזה ה-tweak מובנה בתוכו בשלב הפיתוח. דוגמה טובה לצופן כזה היא Threefish.
רשימת צפני בלוקים.
במרוצת השנים פותחו צפני בלוקים רבים, מהם בטוחים יותר מהם פחות. DES הוא אבן דרך ונקודת ציון חשובה בהתפתחות צופן הבלוקים המודרני. אף על פי שאינו בטוח כיום לשימוש בשל מפתח ההצפנה הקצר, הצופן היה בשימוש מאסיבי ועדיין קיים בשימוש מוגבל בגרסת DES משולש וכן היה לתקן ההצפנה הרשמי הראשון של ממשלת ארצות הברית עד שנת 2001. מספר ניסיונות נעשו כדי להחליפו בהם אפשר למנות את IDEA שפותח ב-1991, RC5 של רונלד ריבסט ו-Blowfish של ברוס שנייר וכן TEA של רוג'ר נידהם ודויד ווילר. תקן ההצפנה המתקדם שהחליף את DES הפך לצופן הפופולרי ביותר כיום והוא בשימוש במרבית מערכות האבטחה המודרניות. למעשה יתר המועמדים המובילים לתקן המתקדם (סרפנט, MARS, Twofish ו-RC6) שלא נבחרו לבסוף, הוערכו כבטוחים לשימוש. להלן רשימה חלקית של צפני בלוקים פופולריים, חלקם עדיין בשימוש כיום וחלקם אף הוכנסו לתקנים הבינלאומיים:
צופן בלוקים משקל קל.
צופן בלוקים משקל קל הוא צופן בלוקים המותאם במיוחד להטמעה בחומרה זעירה עם מספר מינימלי של יחידות GE (תואמי שערים לוגיים), עם צריכת אנרגיה הנמוכה ביותר האפשרית, או בתוכנה המינימלית ביותר האפשרית במונחים של צריכת זיכרון, זאת תוך שמירה על הביטחון הגבוה ביותר שניתן להשיג. לאור הניסיון שהצטבר עם השנים, הסתבר שאפשר לפתח צופן בלוקים בטוח מבלי להשתמש בפונקציות פנימיות מסובכות או טבלאות החלפה גדולות על חשבון מספר גבוה יותר של סבבים, שזה אטרקטיבי במיוחד עבור חומרה זעירה. הצורך בפרימיטיבים קריפטוגרפיים קלילים גבר במיוחד עקב התפתחות טכנולוגיית האינטרנט של הדברים ביניהם: התקני תיוג ובקרה כמו RFID, חיישנים אלחוטיים וביו-רפואיים, מחשוב לביש, כרטיס חכם וכן טכנולוגיות בית חכם כמו שליטה ובקרה מרחוק, מנעול אלקטרוני, תאורה, מיזוג אוויר וטמפרטורה מטעמים של חסכון באנרגיה וידידותיות לסביבה. לשם כך קיימת בין היתר רשת אינטרנט 0 שהיא רשת עמית לעמית איטית אך זולה ופשוטה, הפועלת בסביבה מוגבלת משאבים ומאפשרת לכל מכשיר להתקשר עם מכשיר אחר ישירות. חלקם פועלים על אנרגיה חיצונית וחלקם פועלים על סוללה זעירה שאמורה להחזיק מעמד ללא טעינה במשך זמן רב (אפילו מספר שנים). כל המכשירים האמורים כוללים רכיב תקשורת והם משדרים מידע רגיש בצורה כזו או אחרת. כמו כל רשת חובה להגן על התקשורת הזו מפני גורמים עוינים באמצעות קריפטוגרפיה. עקב כך מומחים רבים התמקדו בפיתוח פרימיטיבים קריפטוגרפיים חדשים; צופן בלוקים, צופן זרם, פונקציית גיבוב וקוד אימות קלי משקל. כמו כן NIST הקים סדנת קריפטוגרפיה קלת משקל על מנת לבדוק אפשרות לפתח תקנים מתאימים.
ההגדרה של "משקל" בהקשר של צופן בלוקים מתייחסת לכמה היבטים; הראשון, משקל האלגוריתם מהיבט של המשאבים הדרושים להרצתו, זיכרון וזמן ביצוע. השני, היבט לא פחות חשוב, צריכת האנרגיה שלו. בתוכנה משקל נמדד באמצעות מספר מחזורי שעון הדרוש לעיבוד בית אחד (cpb) שקובע את מהירות האלגוריתם, זיכרון ה-RAM שהוא צורך וכן תקורה נוספת הנובעת מתהליך הכנת מפתח. בחומרה משקל נמדד ביחידות GE כשכל אחת מהן שקולה לשער NAND אחד. יעילות החומרה נמדדת במונחים של תפוקה בתדר מסוים (בדרך כלל 100Hz) וכן מביאים בחשבון תקורה כמו זמן טעינת מפתח וכיוצא בזה.
תקן איזו ISO/IEC 29192-2 קטגורית צופן בלוקים קל משקל כולל את הצפנים PRESENT ו-CLEFIA. להלן רשימה חלקית של צפני בלוקים מודרניים קלי משקל ומאפייניהם:
שימושים.
צופן בלוקים נקרא 'פרימיטיב קריפטוגרפי' במובן שאין משתמשים בו לבד אלא כחלק ממערכת שנותנת מענה להיבטים שונים של אבטחת מידע, ביניהם פרוטוקולים להעברת מפתח, ייצור מספרים אקראיים ופונקציות גיבוב או חתימה דיגיטלית. מלבד הצפנה של בלוק טקסט, צופן בלוקים יכול לשמש מרכיב בסיסי במספר אלגוריתמים או פרוטוקולים קריפטוגרפיים, מהם ניתן למנות:
יחיאל בן טוב
ימי בית שני
סנט קיטס ונוויס
פדרציית סנט כריסטופר ונוויס (באנגלית: Federation of Saint Christopher and Nevis) היא מדינה זעירה המורכבת משני איים (סנט קיטס ונוויס), בצפון האנטילים הקטנים שבים הקריבי. באיים, שהיו מיושבים מאז האלף השלישי לפנה"ס, נוסדה במאה ה-17 המושבה הבריטית הראשונה באיים הקריביים. הבריטים ביססו את שלטונם לאחר מאבק עם צרפת, ושלטו באיים עד לקבלת עצמאותם ב-1983.
סנט קיטס ונוויס היא המדינה הריבונית הקטנה ביותר בשטחה ובמספר תושביה ביבשת אמריקה, ובין הקטנות בעולם. מספר תושביה נאמד ב-53,000 נפש בלבד. התושבים הם ברובם הגדול ממוצא אפריקני, צאצאי עבדים שהובאו לאי במאה ה-17 וה-18.
הכלכלה התבססה מאז ההתיישבות הקולוניאלית ועד סוף המאה ה-20 על גידול קנה סוכר ועיבודו, אך במאה ה-21 נעשתה מגוונת והיא כוללת גידולים חקלאיים שונים, תעשייה ותיירות.
היסטוריה.
מתיישבים אינדיאנים התיישבו בסנט קיטס כבר באלף השלישי לפנה"ס. בהמשך התיישבו בו בני טאינו ולאחריהם בני קאריב (קאלינאגו).