УТРОЙСТВО ДЛЯ КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ, СПОСОБ КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ПРОГРАММА

1. Устройство для криптографической обработки данных, содержащее:
модуль криптографической обработки данных, конфигурированный для разбиения и ввода составляющих битов данных, подлежащих обработке, в несколько линеек и многократного выполнения операции преобразования данных применительно к данным в соответствующих линейках с использованием раундовой функции,
отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных имеет структуру, рассчитанную на ввод n/d-битовых данных, полученных путем разбиения n-битовых данных в качестве входных данных согласно числу d разбиения, в соответствующие линейки и многократного выполнения вычислений в качестве раундовых вычислений, включая операцию преобразования данных, с использованием раундовой функции,
этот модуль криптографической обработки данных осуществляет операцию, в ходе которой n/d-битовые данные в каждой линейке, имеющей выходные данные раундовых вычислений, повторно разбивают на сегменты d/2 данных, рекомбинируют повторно разбитые данные для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и задают реконструированные данные в качестве входных данных для раундовых вычислений для следующего этапа,
раундовая функция содержит F-функцию и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны, и
модуль криптографической обработки данных задает результат раундовых вычислений предыдущего этапа в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа путем выполнения операции, удовлетворяющей следующим условиям распределения с (1) по (3):
(1) последовательности данных на входной стороне F-функций распределяют в последовательности данных на стороне XOR (функции «исключающее ИЛИ») в составе следующей раундовой функции,
(2) последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) распределяют в последовательности данных на входной стороне F-функций в составе следующей раундовой функции, и
(3) каждую единицу из последовательности данных, разбитой на сегменты d/2, распределяют в последовательность d/2 данных следующей раундовой функции без наложений.
2. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что раундовая функция содержит F-функцию, включающую вычисления с использованием раундового ключа, нелинейную трансформацию и линейную трансформацию, и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны.
3. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных имеет обобщенную структуру Файстеля с числом d разбиения входных данных, равным или больше 4.
4. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных выполняет операцию, в ходе которой генерируют d×(d/2) сегментов повторно разбитых данных путем повторного разбиения n/d-битовых данных в каждой из d линеек, имеющей выходные данные раундовых вычислений на сегменты d/2 данных, затем сегменты d/2 повторно разбитых данных, выбранных из разных линеек из совокупности d линеек, соответствующих числу d разбиения, рекомбинируют для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и далее реконструированные данные задают в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа.
5. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что, когда все выходные биты находятся в диффузионном состоянии, удовлетворяющем следующим двум условиям, или когда выходные биты связаны неким относительным выражением с входными битами, модуль криптографической обработки данных имеет структуру, реализующую полное диффузионное состояние, удовлетворяющее следующим двум условиям:
(Условие 1) все входные биты входят в указанное относительное выражение, и
(Условие 2) все входные биты прошли через раундовую функцию по меньшей мере однажды.
6. Устройство для криптографической обработки данных по п.5, отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных реализует полное диффузионное состояние за четыре раунда раундовых вычислений.
7. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что соединительная структура, определяющая соотношение вход-выход между выходными данными раундовых вычислений предыдущего этапа и повторно разбитыми данными раундовых вычислений следующего этапа, представляет собой соединительную структуру, выбранную из совокупности соединительных структур, имеющих (d/2) сегментов 2n/d-битовых данных в качестве единиц, являющихся данными, генерируемыми путем комбинирования d×(d/2) сегментов повторно разбитых данных, генерируемых посредством операции повторного разбиения, выполняемой применительно к n/d-битовым данным в линейках, имеющих выходные данные раундовых вычислений.
8. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных обладает инволюционными свойствами.
9. Устройство для криптографической обработки данных по п.8, отличающееся тем, что операция реконструкции повторно разбитых данных соответствующих раундовых вычислений в модуле криптографической обработки данных включает:
распределение повторно разбитых последовательностей данных на входной стороне раундовых функций предыдущего этапа в последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) следующего этапа согласно заданному правилу; и
распределение повторно разбитых последовательностей данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) предыдущего этапа в последовательности данных на входной стороне раундовых функций следующего этапа согласно заданному правилу.
10. Устройство для криптографической обработки данных по п.1, отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных выполняет
операцию шифрования для трансформации открытого текста в качестве входных данных в зашифрованный текст, или
операцию дешифровки для трансформации зашифрованного текста в качестве входных данных в открытый текст.
11. Способ криптографической обработки данных, реализованный в устройстве для криптографической обработки данных,
этот способ криптографической обработки данных содержит
этап криптографической обработки данных, на котором производятся разбиение и ввод составляющих битов данных, подлежащих обработке, в несколько линеек и многократное выполнение операции преобразования данных применительно к данным в соответствующих линейках с использованием раундовой функции,
отличающийся тем, что этап криптографической обработки данных включает: ввод n/d-битовых данных, полученных путем разбиения n-битовых данных в качестве входных данных согласно числу d разбиения, в соответствующие линейки; и многократное выполнение вычислений в качестве раундовых вычислений, включая операцию преобразования данных, с использованием раундовой функции,
этот этап криптографической обработки данных осуществляет операцию, в ходе которой n/d-битовые данные в каждой линейке, имеющей выходные данные раундовых вычислений, повторно разбивают на сегменты d/2 данных, рекомбинируют повторно разбитые данные для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и задают реконструированные данные в качестве входных данных для раундовых вычислений для следующего этапа,
раундовая функция содержит F-функцию и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны, и
этап криптографической обработки данных включает задание результата раундовых вычислений предыдущего этапа в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа путем выполнения операции, удовлетворяющей следующим условиям распределения с (1) по (3):
(1) последовательности данных на входной стороне F-функций распределяют в последовательности данных на стороне XOR (функции «исключающее ИЛИ») в составе следующей раундовой функции,
(2) последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) распределяют в последовательности данных на входной стороне F-функций в составе следующей раундовой функции, и
(3) каждую единицу из последовательности данных, разбитой на сегменты d/2, распределяют в последовательность d/2 данных следующей раундовой функции без наложений.
12. Носитель записи, содержащий записанную на нем программу, в соответствии с которой устройство для криптографической обработки данных осуществляет криптографическую обработку данных,
в соответствии с этой программой модуль криптографической обработки данных выполняет
этап криптографической обработки данных, на котором производятся разбиение и ввод составляющих битов данных, подлежащих обработке, в несколько линеек и многократное выполнение операции преобразования данных применительно к данным в соответствующих линейках с использованием раундовой функции,
отличающийся тем, что этап криптографической обработки данных включает:
ввод n/d-битовых данных, полученных путем разбиения n-битовых данных в качестве входных данных согласно числу d разбиения, в соответствующие линейки; и многократное выполнение вычислений в качестве раундовых вычислений, включая операцию преобразования данных, с использованием раундовой функции,
этот этап криптографической обработки данных осуществляет операцию, в ходе которой n/d-битовые данные в каждой линейке, имеющей выходные данные раундовых вычислений, повторно разбивают на сегменты d/2 данных, рекомбинируют повторно разбитые данные для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и задают реконструированные данные в качестве входных данных для раундовых вычислений для следующего этапа,
раундовая функция содержит F-функцию и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны, и
этап криптографической обработки данных включает задание результата раундовых вычислений предыдущего этапа в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа путем выполнения операции, удовлетворяющей следующим условиям распределения с (1) по (3):
(1) последовательности данных на входной стороне F-функций распределяют в последовательности данных на стороне XOR (функции «исключающее ИЛИ») в составе следующей раундовой функции,
(2) последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) распределяют в последовательности данных на входной стороне F-функций в составе следующей раундовой функции, и
(3) каждую единицу из последовательности данных, разбитой на сегменты d/2, распределяют в последовательность d/2 данных следующей раундовой функции без наложений.
13. Устройство для криптографической обработки данных, содержащее:
модуль криптографической обработки данных, конфигурированный для разбиения и ввода составляющих битов данных, подлежащих обработке, в несколько линеек и многократного выполнения операции преобразования данных применительно к данным в соответствующих линейках с использованием раундовой функции,
отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных имеет структуру, рассчитанную на ввод n/d-битовых данных, полученных путем разбиения n-битовых данных в качестве входных данных согласно числу d разбиения, в соответствующие линейки и многократного выполнения вычислений в качестве раундовых вычислений, включая операцию преобразования данных, с использованием раундовой функции,
этот модуль криптографической обработки данных осуществляет операцию, в ходе которой n/d-битовые данные в каждой линейке, имеющей выходные данные раундовых вычислений, повторно разбивают на сегменты d/2 данных, рекомбинируют повторно разбитые данные для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и задают реконструированные данные в качестве входных данных для раундовых вычислений для следующего этапа, и
модуль криптографической обработки данных выполняет операцию, в ходе которой генерируют d×(d/2) сегментов повторно разбитых данных путем повторного разбиения n/d-битовых данных в каждой из d линеек, имеющей выходные данные раундовых вычислений на сегменты d/2 данных, затем сегменты d/2 повторно разбитых данных, выбранных из разных линеек из совокупности d линеек, соответствующих числу d разбиения, рекомбинируют для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и далее реконструированные данные задают в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа.
14. Устройство для криптографической обработки данных по п.13, отличающееся тем, что:
раундовая функция содержит F-функцию и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны, и
модуль криптографической обработки данных задает результат раундовых вычислений предыдущего этапа в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа путем выполнения операции, удовлетворяющей следующим условиям распределения с (1) по (3):
(1) последовательности данных на входной стороне F-функций распределяют в последовательности данных на стороне XOR (функции «исключающее ИЛИ») в составе следующей раундовой функции,
(2) последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) распределяют в последовательности данных на входной стороне F-функций в составе следующей раундовой функции, и
(3) каждую единицу из последовательности данных, разбитой на сегменты d/2, распределяют в последовательность d/2 данных следующей раундовой функции без наложений.
15. Устройство для обработки информации, содержащее:
процессор, конфигурированный для выполнения программ;
запоминающее устройство для сохранения программ; и
модуль криптографической обработки данных, конфигурированный для разбиения и ввода составляющих битов данных, подлежащих обработке, в несколько линеек и многократного выполнения операции преобразования данных применительно к данным в соответствующих линейках с использованием раундовой функции,
отличающееся тем, что модуль криптографической обработки данных имеет структуру, рассчитанную на ввод n/d-битовых данных, полученных путем разбиения n-битовых данных в качестве входных данных согласно числу d разбиения, в соответствующие линейки и многократного выполнения вычислений в качестве раундовых вычислений, включая операцию преобразования данных, с использованием раундовой функции,
этот модуль криптографической обработки данных осуществляет операцию, в ходе которой n/d-битовые данные в каждой линейке, имеющей выходные данные раундовых вычислений, повторно разбивают на сегменты d/2 данных, рекомбинируют повторно разбитые данные для реконструкции d сегментов n/d-битовых данных, отличных от выходных данных раундовых вычислений предыдущего этапа, и задают реконструированные данные в качестве входных данных для раундовых вычислений для следующего этапа.
раундовая функция содержит F-функцию и операцию «исключающее ИЛИ» между выходными данными или входными данными F-функции с одной стороны и данными в другой линейке с другой стороны, и
модуль криптографической обработки данных задает результат раундовых вычислений предыдущего этапа в качестве входных данных для раундовых вычислений следующего этапа путем выполнения операции, удовлетворяющей следующим условиям распределения с (1) по (3):
(1) последовательности данных на входной стороне F-функций распределяют в последовательности данных на стороне XOR (функции «исключающее ИЛИ») в составе следующей раундовой функции,
(2) последовательности данных на стороне функции «исключающее ИЛИ» (XOR) распределяют в последовательности данных на входной стороне F-функций в составе следующей раундовой функции, и
(3) каждую единицу из последовательности данных, разбитой на сегменты d/2, распределяют в последовательность d/2 данных следующей раундовой функции без наложений.