stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
אור-לי ברלב
ביוגרפיה

אור-לי ברלב נולדה וגדלה באשדוד, כבת הבכורה למשפחה בת שלושה ילדים. אמה הייתה סייעת לרופא שיניים ואביה טכנאי אלקטרוניקה. לאחר שירותה הצבאי למדה לתואר ראשון בתקשורת וניהול במכללה למנהל. במקביל ללימודיה שידרה דיווחי תנועה מן המטוס הקל ברשת ג'.
בשנים 1997–2000 הייתה ברלב עיתונאית ברשת ב' של קול ישראל. בבחירות לכנסת ה-15 הייתה הכתבת המסקרת את מפלגת המרכז. לאחר מכן הייתה הכתבת לענייני ההסתדרות ויחסי עבודה במשק. לאחר שעזבה את קול ישראל שימשה כשנה עורכת בדסק החדשות של עיתון "הארץ". במקביל למדה והוסמכה כמגשרת, ובשנים 2006–2007 כתבה טורים שהופיעו באתר האינטרנט של "הארץ", ברובם בנושא הורות וגידול ילדים.
ב-2011, בעקבות פריצת המחאה החברתית, הקימה עם תומכי מחאה נוספים את דף הפייסבוק "צדק חברתי - חדר המצב", דף פעיל המגדיר עצמו כ"ערוץ תקשורת המהווה שופר לרעיונות שעלו במחאה החברתית".
ב-2013 החלה לפעול עם ארגונים נוספים כנגד יצוא הגז הטבעי והמלצות ועדת צמח. בשנת 2015, עם התגברות המאבק נגד מתווה הגז, הייתה ברלב ממובילות המאבק כנגדו, והופיעה בפני ועדת הכלכלה של הכנסת מטעם "מטה מאבק הגז", בעת שהוועדה דנה אודות המתווה.
ב-2016 החלה להשתתף בצוות הפרשנים בתוכנית לילה כלכלי בערוץ 10, עד לירידת התוכנית בשנת 2017.
ברלב חברה ב"קרן התחקירים העצמאית", המממנת עיתונאים חוקרים הפועלים בשליחות ובהנחיה ישירה של הציבור ומקורותיה הכספיים הם מימון המונים. כעיתונאית עצמאית היא כותבת באתרים "המקום הכי חם בגיהנום" ו"העין השביעית" ובבלוג "הכלכלה האמיתית".
במרץ 2018, נכללה ברשימת "20 האקטיביסטיות המובילות של ישראל לשנת 2018" של ליידי גלובס.
בנובמבר 2018 השתתפה בתוכנית התחקירים "הרשת החברתית" בערוץ רשת 13, יחד עם תומר אביטל וערן הילדסהיים.
ב-2020 השתתפה בהפגנות המחאה נגד בנימין נתניהו ושידרה מהן באופן שוטף לרשתות החברתיות. במהלך שידור הותקפה על ידי שוטר שטען שאינה עיתונאית. בשידור נשמעת ברלב אומרת שהשוטר חפן את שדיה. מספר ימים לאחר אירוע התקיפה קיבלה מארגון העיתונאים תעודת עיתונאי על מנת שתוכל להזדהות בפני שוטרים בהפגנות.
ב-2020 נכללה ברשימת "100 המשפיעים על ישראל" של העיתון דה מרקר תחת הכותרת "מתעדת מחאת בלפור".
בינואר 2021 חשף אתר פייק ריפורטר חשבון ברשת טוויטר שהתחזה לברלב.
החל מפתיחת משפט נתניהו מסקרת את המשפט בהרחבה באמצעות דיווחי לייב מהמשפט והנחיית מפגשים שבועיים עם משפטנים ועיתונאים באמצעות רשת הטוויטר. החל מהבחירות לכנסת ה-25 עוסקים המפגשים גם בתוכניותיה של הקואליציה המיועדת לשינויים במערכת המשפט ובהשלכותיהן הצפויות.
החל מינואר 2023 מסקרת באופן שוטף את אירועי המחאה נגד ממשלת ישראל השלושים ושבע ואף נואמת בבמות שונות ברחבי הארץ במסגרת המחאה.
פרסים

בדצמבר 2020 הוכרזה אור-לי ברלב כזוכת פרס סמי מיכאל לשוויון ולצדק חברתי המוענק מדי שנה על ידי אוניברסיטת בן-גוריון, עמותת סמי מיכאל ו"הקשרים - המכון לחקר הספרות". הפרס ניתן בטקס שהתקיים ב-8 בדצמבר 2020 לכבוד יום זכויות האדם הבינלאומי.
במאי 2021 זכתה בפרס אורי אבנרי לעיתונות אמיצה, "על מחויבות ללא תנאי וסיקור עיתונאי מתמשך ומעמיק בשחיתות השלטונית, מבוסס על ידע ייחודי שנצבר בעבודה מאומצת ובמחיר אישי".
באפריל 2021 זכתה באות אבירת איכות השלטון בקטגוריה מאבק חברתי, מטעם התנועה לאיכות השלטון.
חיים אישיים

ברלב גרושה ואם לשתיים. היא מרצה על פוליאמוריה.
הערות שוליים

↑  דפנה ליאל, ‏אחרי פסילת ההצבעה הראשונה: הכנסת דחתה את ההצעה להקמת ועדת חקירה בפרשת הצוללות, באתר ‏מאקו‏, 21 באוקטובר 2020
↑  עמוד ההתרמה של אור-לי ברלב
↑  הוויכוח על מתווה הגז - מאבק בין ימין לשמאל?, באתר ערוץ 7, 3 בדצמבר 2015
↑   ערן אזרן, מטה מאבק הגז חידש הערב את המחאה ב-20 מוקדים: "זו הונאה של מדינה שלמה", באתר TheMarker‏, 21 בנובמבר 2015
↑  עוצרים את אסון הגז בישראל, באתר עמותת שומרי הבית
↑  יו"ר ועדת הכלכלה ח"כ כבל בפתיחת דיוני ההתייעצות עם ועדת הכלכלה בעניין משק הגז הטבעי: "מי שחושב שהוא בא להתייעצות רק כדי לסמן וי – טועה", באתר הכנסת, 22 בנובמבר 2015
↑  אור-לי ברלב, אל תכבו את האור ל"לילה כלכלי", באתר העין השביעית, 7 בפברואר 2017
↑  20 האקטיביסטיות המשפיעות בישראל 2018, באתר ליידי גלובס
↑  תומר מיכלזון ושרון שפורר, ברלב: "שוטר נגע לי בחזה". המשטרה: "היא עושה שימוש ציני ופסול במקצוע העיתונאי", באתר "המקום הכי חם בגיהנום", 25 באוגוסט 2020
↑  רותה קופפר, 100 המשפיעים על ישראל 2020, באתר דה מרקר
↑  "מה אפשר ללמוד מחשבון הטוויטר המזויף שמישהו פתח לאור-לי ברלב". הארץ. נבדק ב-2023-07-24.
↑  https://twitter.com/orlybarlev, Twitter
↑  לא היה כלום | פרק 10, באתר העין השביעית, 13 ביוני 2021
↑  Or-ly Barlev, he-il.facebook.com
↑  אור-לי ברלב בהפגנה בקפלן / שבוע 24 להתנגדות להפיכה המשטרית, נבדק ב-2023-06-26
↑  אור-לי ברלב בהפגנה בחיפה נגד ההפיכה המשטרית: לעבור מהגנה להתקפה / 11.3.23, נבדק ב-2023-06-26
↑  פרסום ועדת הפרס בדף הפייסבוק של סמי מיכאל
↑  אבירי איכות השלטון לשנת 2020, באתר התנועה לאיכות השלטון
↑  ענת ביין-לובוביץ', ‏גור מגידו ואור-לי ברלב זכו בפרס אורי אבנרי לעיתונות אמיצה, באתר גלובס, 3 במאי 2021
↑  רשימת זוכי אות אביר איכות השלטון לשנת 2020, באתר התנועה לאיכות השלטון, ‏11.4.21
↑  גבי גזית, ‏"יחסי זוגיות פתוחים עדיפים על חיים של בגידות": אורלי בר-לב על פוליאמוריה, באתר מעריב אונליין, 13 ביולי 2016
אור-לי ברלב מתעדת את תהלוכת ההפגנה בשבת אחר הצהרים בירושלים 26 בדצמבר 2020.
צופן בלוקים

בקריפטוגרפיה, צופן בלוקים (באנגלית: Block cipher) הוא פרימיטיב קריפטוגרפי סימטרי, הפועל על מחרוזת סיביות באורך קבוע הנקראת בלוק באמצעות טרנספורמציה קבועה. צופן בלוקים מקבל בלוק של סיביות טקסט-גלוי (או תַּמְלִיל פָּשׁוּט) ומפתח הצפנה סודי ומפיק בלוק טקסט-מוצפן (או תַּמְלִיל מֻצְפָּן). כאשר תוצאת הטרנספורמציה נקבעת על ידי מפתח ההצפנה. פענוח מתבצע באופן דומה, אלגוריתם הפענוח מקבל בלוק סיביות טקסט-מוצפן והמפתח שאיתו הוצפן ומחזיר את בלוק הסיביות המקורי. צופן בלוקים הוא פרימיטיב קריפטוגרפי ורסטילי ומשמש מרכיב קריטי כמעט בכל מערכת הצפנה מודרנית.
הבלוק מתייחס למספר הסיביות שהאלגוריתם מסוגל לעבד בבת אחת. אם הקלט להצפנה ארוך יותר אפשר לחלקו לבלוקים באורך הרצוי ולהצפינם בזה אחר זה. על כל פנים במצב כזה כל הבלוקים מוצפנים עם אותו מפתח, עובדה שמשפיעה על ביטחון ההצפנה, משום שאם צופן הבלוקים דטרמיניסטי במקרה שמוצפנים בלוקים זהים של טקסט-גלוי עם אותו מפתח, התוצאות תהיינה בלוקים זהים של טקסט-מוצפן. עובדה זו חושפת מידע מסוים ליריב פוטנציאלי ובסיטואציות מסוימות מהווה חולשה שיש להימנע ממנה. כדי לפתור בעיה זו אפשר להפעיל את הצופן באחד מאופני ההפעלה של צופן בלוקים שמבטיח מידה של אקראיות, כך ששני בלוקים זהים יוצפנו בצורה אחרת והתוצאה תהיה תמיד שונה.
DES שפותח על ידי IBM בשיתוף עם NSA ופורסם ב-1977 הוא דוגמה לאחד מצפני הבלוקים הראשונים והמשפיעים ביותר בקריפטוגרפיה המודרנית. הצופן התבסס על טכניקות שפיתח מהנדס יבם, האמריקאי-גרמני הורסט פייסטל, שאותם יישם תחילה בצופן שלו לוציפר. ממשיכו של DES הקרוי AES שאומץ כתקן הצפנה רשמי ב-2001, נמצא כיום בשימוש מאסיבי ומהווה מרכיב בסיסי וחשוב כמעט בכל מערכת אבטחת מידע מודרנית.
הגדרה פורמלית

צופן בלוקים בהגדרה פורמלית הוא תמורה פסידו-אקראית עם מפתח, המסומנת בקיצור PRP, מהצורה:
היא מקבלת את הפרמטרים הבאים: מחרוזת בינארית  K\in \{0,1\}^{k} באורך  k סיביות ומחרוזת בינארית  P\in \{0,1\}^{n} באורך  n סיביות ומפיקה מחרוזת בינארית  C\in \{0,1\}^{n} באורך  n סיביות והפעולה ההופכית שלה מקבלת את  C ומחזירה את  P. אפשר לסמן זאת בקיצור:
פונקציית הפענוח  D היא הפונקציה ההופכית  E^{-1}. לצורך הפורמליות הפונקציה המתוארת הפיכה אם עבור כל טקסט קריא  P ומפתח  K נתונים מתקיים  D_{K}(E_{K}(P))=P. כדי למנוע התנפחות לא רצויה מקובל שגודל הבלוק המוצפן  C יהיה כגודל הבלוק המקורי  P. כמו כן משיקולי יעילות רצוי שלא יהיה הבדל גדול בין פונקציות ההצפנה והפענוח, כך שניתן יהיה ליישמן באותה חומרה או תוכנה. דרך אחרת לייצג צופן בלוקים היא על ידי שלישיית האלגוריתמים:
כאשר  {\mathcal {K}}_{e} הוא אלגוריתם הכנה המשתמש במפתח הסודי המסופק על ידי המשתמש כדי לייצר מפתח הצפנה מתאים לצורך ההצפנה.  {\mathcal {E}} היא פונקציית הצפנה - encryption ו- {\mathcal {D}} היא פונקציית פענוח - decryption שהיא הפונקציה ההופכית. תאורטית רצוי שעבור כל מפתח  K\in {\mathcal {K}} הפונקציה  E_{K} תהיה פרמוטציה (או פונקציה חד-חד-ערכית ועל) אקראית מעל  2^{n}! הבלוקים האפשריים בגודל  n סיביות. במקרה כזה אפשר להגיע לצופן מושלם שאינו ניתן לשבירה אפילו ליריב בעל עוצמת חישוב בלתי מוגבלת. אולם הבעיה היא שמרחב המפתח חייב להכיל לפחות  2^{n}! מפתחות אפשריים מה שאומר שגודל המפתח אפקטיבית חייב להיות בערך  {\mbox{log}}_{2}(2^{n}!)\approx (n-1.44)2^{n} סיביות. זה לא מעשי במיוחד כש- n גדול. לכן מקובל שפונקציית הצפנה "תראה" מבחינה חישובית כאקראית מה שמספק ביטחון חישובי, שמותאם ליריב בעל עוצמת חישוב מוגבלת בזמן ובמקום. מקובל שהמפתח  K המסופק על ידי המשתמש יהיה קצר ובאמצעות פרוצדורת 'הרחבת מפתח' מתאימה נמתח לאורך הרצוי. המפתח מורחב באופן שאינו מאפשר תאורטית (או בכל אופן קשה מאוד מבחינה חישובית) לנחשו ללא ידיעת  K.
היות שצופן בלוקים במהותו דטרמיניסטי, בדרך כלל אין משתמשים בו ישירות אלא כחלק מאופן הפעלה כלשהו. אם משתמשים בצופן הבלוקים באחד מאופני הפעלה הכוללים וקטור אתחול, מתקבלת פונקציה מצורה אחרת. הפונקציה מקבלת את  K\in \{0,1\}^{k} ואת  P\in \{0,1\}^{*} הכוכבית מציינת שאורכו אינו מוגדר ויכול להיות כל אורך שרירותי עד גבול מסוים וכן וקטור האתחול  V\in \{0,1\}^{v} באורך  v סיביות ומחזירה את  C\in \{0,1\}^{*}, היא נראית כך:
דרך אחרת לאופן הפעלה היא צופן בלוקים בר התאמה. באופן זה אפשר להשתמש בצופן הבלוקים ישירות ואין צורך להחליף מפתח הצפנה. לצורך כך יש להוסיף פרמטר שנקרא Tweak (התאמה) המשרת כמו וקטור אתחול. הפונקציה מקבלת את  K\in \{0,1\}^{k}, את המשתנה הנוסף  T\in \{0,1\}^{t} והמסר  P\in \{0,1\}^{n} ומחזירה את  C\in \{0,1\}^{n}, היא נראית כך:
היסטוריה והתפתחות

הצפנים הקלאסיים כמו צופן ויז'נר הם בעצם צופן בלוקים, כאשר גודל הבלוק הוא כגודל אות אחת. כל אות מוצפנת בנפרד באמצעות מפתח הצפנה שהוא פונקציה פשוטה של אות כלשהי או מספר אותיות מתוך האלפבית. אולם פרמוטציה או החלפה על 26 אותיות היא פונקציה פשוטה מדי וקלה לשבירה משתי סיבות; מספר האפשרויות למפתח הצפנה מוגבל מאוד וכן לעיתים חלק מהתכונות הסטטיסטיות של הטקסט המקורי זולגות לתוך הטקסט המוצפן. כמעט כל הצפנים הקלאסיים למעט פנקס חד-פעמי, פגיעים להתקפת ניתוח תדירויות ומסיבה זו אין משתמשים בהם, אלא כשעשוע בלבד.
את היסודות לצופן הבלוקים המודרני הניח קלוד שאנון אבי תורת האינפורמציה. במאמר חשוב מ-1949, הסביר את עקרונות השיטה מהיבט של תורת האינפורמציה וסיפק הוכחות מתמטיות. הוא הגה לראשונה את רעיון ההרכבה של צופן החלפה (שיכול) עם צופן העתקה (טרנספוזיציה), כדי לקבל פונקציית הצפנה חזקה. הוא כינה זאת שילוב של פיזור (diffusion) וערבוב (confusion), הפיזור נועד להבטיח שהמפתח והטקסט הקריא ישפיעו על כל סיביות הצופן במידה שווה וערבוב נועד לגרום לקשר בין הצופן למקור או המפתח להיות רחוק ככל האפשר. כמו כן הגה את רעיון האיטרציה, כלומר מפעילים פונקציה פנימית כלשהי במספר חזרות, כאשר פלט סבב אחד הופך קלט לסבב הבא וכן הלאה. המטרה של האיטרציה היא יצירת אפקט כדור השלג או אפקט מפולת, כלומר לאחר מספר חזרות של פונקציות הערבוב/פיזור כל שינוי של סיבית בודדת בקלט יגרום לשינוי גדול בפלט, במקרה הממוצע לפחות מחצית מסיביות הפלט. מְפַתֵּח הצופן קובע את מספר הסבבים כדי להגיע לרמת ביטחון רצויה. אפשר ליצור צופן חזק יותר על ידי ביצוע מספר גדול מאוד של סבבים, אולם יעילותו תפגע בהתאם.
נהוג לקרוא לפונקציה הפנימית פונקציית סבב (round function) וכן נהוג לסמנה F-Box או בקיצור F. הפונקציה הפנימית מקבלת כפרמטר מלבד את הבלוק הנוכחי, קטע מתאים ממפתח ההצפנה, אותו מפיקים באמצעות תהליך הכנה נפרד. לעיתים נוספת פעולת הלבנה שהיא חיבור עם חלק ממפתח ההצפנה באמצעות פעולת XOR (שמיוצג כאן על ידי הסמל  \oplus ) לפני הסבב הראשון ולאחר הסבב האחרון. ולעיתים נוספות פעולות אחרות שאינן קריפטוגרפיות אלא בעיקר טכניות כמו התמורה הפותחת בצופן DES.
להלן מבנה טיפוסי של צופן בלוקים:
במבנה המתואר  r מייצג את מספר הסבבים שהפונקציה הפנימית  F מבוצעת. השורה הראשונה והאחרונה הן ההלבנה המתוארת לעיל. השורה האמצעית היא הליבה, בכל שלב הפלט הקודם יחד עם קטע אחר ממפתח ההצפנה משמשים כקלט הבא לפונקציה וחוזר חלילה עד להשלמת כל הסבבים. מסיבה זו נקרא צופן הבלוקים איטרטיבי (ראו תרשים).
היסטוריה והתפתחות > גודל המפתח

לאורך מפתח ההצפנה בסיביות חשיבות מכרעת בקביעת הביטחון המינימלי של כל צופן בלוקים. גם אם נניח שצופן הבלוקים "מושלם", היריב תמיד יכול לנסות לשבור את הצופן על ידי ניחוש כל המפתחות האפשריים, מה שנקרא התקפת כוח גס. היות שמפתח ההצפנה קצר בהרבה מאורך המסר המיועד להצפנה, הצופן אינו יכול להיקרא מושלם וביטחונו נמדד רק בכוח המחשוב הדרוש כדי לשבור אותו, במילים אחרות כוח המחשוב או הזמן הדרוש כדי לנחש את המפתח עם מיטב השיטות הידועות. לכן גודל מפתח הצפנה נקבע בעיקר לפי היכולת הטכנולוגית הנוכחית וסיבוכיות מיטב ההתקפות הידועות. מפתח ההצפנה של DES היה 64 סיביות שמתוכן רק 56 סיביות שימשו להצפנה והיתר שימשו לבדיקת זוגיות. מסיבה זו התקפת כוח גס (דהיינו ניסוי כל המפתחות האפשריים) כנגד DES בת-ביצוע בזמן סביר. קיימת חומרה ייעודית שמסוגלת לשבור את DES באמצעות כוח גס בפחות משעה ובעלות סבירה. מסיבה זו DES אינו מומלץ לשימוש כיום. כדי שגודל המפתח האפקטיבי יהיה מרבי, יש לבחור את המפתח באופן אקראי מתוך מרחב המפתחות המקסימלי כך שכל מפתח יכול להיבחר בהסתברות שווה או לפחות כמעט בהסתברות שווה. מסיבה זו אומרים שגודל המפתח האפקטיבי של DES הוא רק 56 סיביות מכיוון שלא כל הסיביות נוצלו. ההנחה הרווחת נכון לשנת 2014 היא שמפתח הצפנה בגודל 128 סיביות מספק ביטחון סביר לכל צורך מעשי, אך יש כאלו שממליצים לעבור ל-256 סיביות.
היסטוריה והתפתחות > גודל הבלוק

ביטחון כל צופן בלוקים תלוי מלבד באורך המפתח, גם באורך הבלוק. המשמעות של גודל בלוק מהיבט של קריפטואנליזה הוא בעיקר סיבוכיות מקום. הוכח למשל שלפי מודל התקפת גלוי-נבחר גם אם הצופן "מושלם" (למשל נניח שהוא פונקציה אקראית אמיתית) עדיין באפשרות היריב, בהתקפת הבחנה, להשיג סיכויי הצלחה קרובים ל- \textstyle {\frac {1}{2}}+{\frac {q^{2}}{2^{(n-1)}}} להבחנה בין טקסטים מוצפנים שהופקו על ידי צופן הבלוקים המותקף לבין טקסטים אקראיים באותו אורך. כאשר  n הוא אורך הבלוק בסיביות ו- q הוא מספר השאילתות שהמתקיף רשאי להגיש לאורקל כשכל אחת באורך  q בלוקים (בקריפטואנליזה תאורטית שאילתה משולה להשגת תוצאת הצפנה של בלוק גלוי מסוים בדרך לא קריפטוגרפית, כמו בדרך גנבה או הונאה של הקורבן). אם הבלוק באורך 64 סיביות ההתקפה האמורה מעשית אם באפשרות המתקיף לבצע  q\approx 2^{30} שאילתות (לחלופין אם הצליח להשיג בדרך כלשהי  2^{30} בלוקים גלויים באורך 64 סיביות והבלוקים המוצפנים שהוצפנו עם אותו מפתח, שזה בערך כשני ג'יגה-בייט של מידע ובמונחים של הזיכרון הזמין בימינו אינו הרבה). מצד שני בלוקים ארוכים מדי עלולים לפגוע ביעילות האלגוריתם, לכן לאיזון בין יעילות לביטחון חשיבות רבה בקביעת גודל הבלוק. גודל הבלוק בצפנים הישנים (עד שנת 2000 בקירוב) היה 64 סיביות כמו ב-DES או IDEA וכדומה. בימינו אם הבלוק הוא פחות מ-128 סיביות הצופן נחשב חלש. יתרה מזו, ישנן התקפות כוח גס שעושות שימוש בזיכרון כדי לקצר את זמן החישוב כמו התקפת איזון זמן/זיכרון. אם אורך הבלוק הוא 64 סיביות סיבוכיות התקפה כזו כמעט מעשית. כדי לפצח צופן בלוקים עם בלוק באורך 128 סיביות בטכניקת איזון זמן/זיכרון, יש צורך באחסון מעל  2^{64} בלוקים באורך 128 סיביות. זהו מספר אסטרונומי שאינו ניתן ליישום בטכנולוגיה הנוכחית.
היסטוריה והתפתחות > תכונות

בבדיקת איכות צופן בלוקים מביאים בחשבון מספר היבטים חשובים, ביניהם:
גודל מפתח וגודל בלוק. ערכים אילו קובעים בדרך כלל את הגבול העליון של הביטחון המשוער של הצופן. באופן כללי אורך מפתח משפיע על סיבוכיות זמן ואורך הבלוק על סיבוכיות מקום.
ביטחון. הערכת ביטחון המסתמכת על ניסיונות אינטנסיביים מצד אנליסטים רבים לתקוף את הצופן עם מיטב ההתקפות הקריפטוגרפיות הידועות. בראשן קריפטואנליזה דיפרנציאלית, קריפטואנליזה ליניארית, התקפת ערוץ צדדי ועוד.
יעילות בתוכנה. סיבוכיות יישום הצופן בתוכנה, יעילות ומורכבות הקוד, צריכת זיכרון, שימוש בתת-בלוקים המתאימים לגודל מילה במעבד, סיבוכיות פעולות אלגבריות וכדומה.
יעילות בחומרה. יצרנים שואפים להטמיע צופן בלוקים בחומרה ייעודית כדי לשפר ביצועים. יכולת הטמעה בחומרה נמדדת במספר השערים המינימלי הדרוש ליישומו, אפשרות למקביליות, צריכת אנרגיה, מורכבות קוד ופשטות פעולות האלגוריתם.
ביצועים. תפוקת האלגוריתם נמדדת במספר הבתים שניתן להצפין בשנייה על מגוון פלטפורמות, כמו מעבד 64 סיביות או 8 סיביות. השאיפה כיום היא להגיע למהירויות של 10Gbps.
גמישות. גמישות נמדדת ביכולת להתאימו למגוון רמות של ביטחון או מגוון אופני שימוש. כמו שימוש במפתח הצפנה קטן יותר, או הרתמתו לצורך פונקציית גיבוב או קוד אימות מסרים.
פשטות וקלות ניתוח. האלגוריתם צריך להיות פשוט וקל להבנה באופן שמאפשר ניתוח ובדיקה על ידי מיטב המומחים. למשל אחת הטכניקות הידועות לניתוח צופן בלוקים היא בדיקה של מידת הביטחון שלו עם מספר מצומצם של סבבים, פחות ממה שהצהירו המפתחים. בדרך זו קל יותר לאמוד את חוסנו כמו גם לגלות פרצות ונקודות חולשה.
זכויות יוצרים ופטנטים. זכויות יוצרים לעיתים מעכבים או מונעים תיקנון הצופן בקנה מידה גדול. גופי תקינה מעדיפים בדרך כלל אלגוריתמים חופשיים.
היסטוריה והתפתחות > תיבות החלפה

תיבת החלפה (substitution box) בקיצור s-box היא פונקציה לא ליניארית שמחליפה את הקלט בפלט שנקבע לפי ערכים שרירותיים כלשהם. תיבות החלפה שהוצגו לראשונה בצופן DES הן אוסף של פונקציות אי-ליניאריות שתפקידן לפי התאוריה של שאנון להוסיף ערבוב (confusion) לצופן, כך שהקשר בין המפתח לבין הטקסט המוצפן יהיה קלוש ככל האפשר. תיבות ההחלפה ניתנות ליישום במחשב באמצעות טבלאות אחזור בדרך כלל קבועות כמו ב-DES כלומר שערכיהן מקודדים מראש, או דינאמיות (תלויות במפתח ההצפנה) כמו בצופן Blowfish. תיבות החלפה מופיעות בצפנים מודרניים רבים והן מהוות מרכיב אי-ליניארי קריטי שמחזק את הצופן במיוחד נגד קריפטואנליזה דיפרנציאלית, למשל לולא תיבות ההחלפה היה ניתן לפרוץ את DES בקלות.
בחירת ערכי תיבות ההחלפה היא נושא מורכב. אין שיטה מוכחת לבחירת ערכים אופטימליים המניבים אי-ליניאריות מקסימלית ובדרך כלל הערכים נבחרים אמפירית (ראו סרפנט). ידוע שבפיתוח DES נעשו על ידי NSA שינויים בערכי תיבות ההחלפה מסיבות לא ידועות, יש כאלו שטוענים שהשינויים נעשו במכוון כדי להחליש את הצופן, אך אין הוכחה לכך. לדברי דון קופרשמידט שהיה ממפתחי DES והיה אמון בעיקר על תיבות ההחלפה, בשלב פיתוח הצופן היו מודעים המפתחים לקריפטואנליזה דיפרנציאלית והיא לא פורסמה כיוון שהייתה באותה עת סוד לאומי. לדבריו נעשו מאמצים לבחור את ערכי תיבות ההחלפה כך שהצופן יהיה עמיד נגד התקפה דיפרנציאלית. ואכן שנים לאחר מכן כאשר התגלתה ההתקפה הדיפרנציאלית לראשונה לציבור הרחב, על ידי אלי ביהם ועדי שמיר, התברר שאכן צופן DES עמיד באופן יוצא דופן נגד התקפה זו, בעיקר בזכות תיבות ההחלפה.
תיבות ההחלפה ניתנות לייצוג כמערך דו-ממדי של מספרים שלמים בגודל מסוים. הגודל בסיביות נקבע בשלב התכנון. בהינתן הקלט  x בגודל המתאים ההחלפה מתבצעת פשוט על ידי החזרת הערך המצוי בכניסה  x בטבלה, כלומר הקלט עצמו משמש אינדקס לערך המתאים בטבלה. במקרה של טבלה דו-ממדית  m\times n האיחזור מתבצע על ידי שני ערכים  i,j כאשר אחד מייצג את מספר העמודה והשני את מספר השורה. תיבת ההחלפה נקראת גם טבלת אחזור (lookup table), במחשב איחזור ערך מתבצע בזמן קבוע והוא יעיל.
לדוגמה צופן ריינדל משתמש בטבלת החלפה בגודל  16\times 16 כניסות, כל כניסה מכילה בית אחד (שהוא ערך בטווח 0–255). למען הנוחות הבתים מיוצגים בבסיס הקסדצימלי, כך ששני הניבלים (חצאי בתים) בכל כניסה מיוצגים על ידי שתי ספרות הקסדצימליות. לביצוע ההחלפה הקלט שהוא בגודל בית אחד מחולק לשני חצאים, הניבל המשמעותי (הגבוה) משמש כאינדקס לשורה והשני לעמודה. בתרשים מופיע חלק מטבלת ההחלפה של AES. אם למשל הקלט הוא  {\text{0x31}} הפלט יהיה הערך שבשורה 3 בעמודה 1 שהוא  {\text{0xc7}}. אפשר להציג זאת כפונקציה  S({\text{0x31}})={\text{0xc7}} או  b_{i,j}=S(a_{i,j}) כאשר  i,j הם האינדקסים לשורה ולעמודה בהתאמה.
היסטוריה והתפתחות > תיבות תמורה

תיבות תמורה (permutation box) בקיצור p-box, דומות לתיבות החלפה ובדרך כלל משמשות ככלי עזר להן ומטרתן השגת פיזור (diffusion). הן למעשה אוסף של פרמוטציות שתפקידן לפזר את השפעת תיבות ההחלפה על פני כל סיביות הפלט במידה שווה ככל האפשר. ההבדל בין תמורה להחלפה הוא שבתמורה תמיד קיימת תמורה הופכית שמחזירה את הקלט למצבו המקורי, בעוד שבהחלפה אין זה הכרחי. תיבות ההחלפה של DES אינן הפיכות לעומת זאת תיבות ההחלפה של AES הפיכות. תיבות התמורה אינן אלא "סידור מחדש" של סיביות הקלט לפי ערכים קבועים או דינאמיים התלויים במפתח ההצפנה, בגלל עובדה זו תיבות התמורה ליניאריות במהותן ולכן כשלעצמן אינן טובות להסתרת הקלט אלא רק להוספת "אפקט פיזור".שימוש בתיבות תמורה בלבד חושף את הצופן להתקפה ליניארית, כלומר בהינתן כמות מסוימת של טקסטים מוצפנים וטקסטים גלויים המתאימים להם, אפשר לחשוף את מפתח ההצפנה הסודי באמצעות פתרון מערכת המשוואות הליניאריות שנוצרת מהם.
היסטוריה והתפתחות > רשת פייסטל

רשת פייסטל היא המבנה הפופולרי ביותר של צופן בלוקים והיא קרויה על שם ממציאה הורסט פייסטל. מבנה זה פותח במעבדות IBM לפני המצאת התקן הישן DES ונחשב עד ימינו כמבנה בטוח. כמתואר בתרשים משמאל, זהו מבנה חסכוני שממיר טרנספורמציה  F שהיא פונקציה חד-כיוונית פסאודו אקראית כלשהי שאינה בהכרח הפיכה, או סט של טרנספורמציות המאוגדים יחד בכינוי F-box לפרמוטציה. כלומר שההצפנה תהיה הפיכה ופענוח יתאפשר בהפעלת אותה פונקציה בשינוי סדר בתי המפתח בלבד ולא יהיה צורך בפונקציית פענוח נפרדת. רשת פייסטל מחלקת את בלוק הטקסט הקריא לשני חצאים, מפעילה את הפונקציה  F על מחצית אחת, כאשר התוצאה הופכת למפתח הצפנה איתו מצפינים את המחצית השנייה באמצעות XOR ואז שני החצאים מחליפים מקומות, דהיינו פלט צד ימין הופך לקלט צד שמאל וחוזר חלילה עד להשלמת כל הסבבים. אפשר לראות שהפענוח הוא חזרה על התהליך במהופך, כיוון שבכל סבב השינוי משפיע רק על מחצית אחת (היות שההצפנה מבוצעת ב-XOR היא הפיכה, כלומר חיבור חוזר ב-XOR עם המפתח מחזיר את הערך המקורי). רשת פייסטל נמצאת בשימוש בצפני בלוקים אחדים, ביניהם DES, Twofish, MARS והיא פופולרית בשל הפשטות וקלות היישום.
קיימות מספר וריאציות של רשת פייסטל, ביניהן כאלו שמבוצעות עם ארבעה או יותר חלקים, כאשר בכל סבב חלקם עוברים טרנספורמציה בהתאם לאחרים ולאחר מכן מחליפים מקומות בסדר מסוים (כמו בצופן MARS). רשת פייסטל הבסיסית (כמתואר בתרשים) היא; בהינתן פונקציה  F ומפתח הצפנה מחולק לתת-מפתחות  K_{0},K_{1},...,K_{n}, בלוק הקלט המיועד להצפנה  M מחולק לשני חצאים  L_{0},R_{0} ואז:
פלט הצופן יהיה  L_{n+1},R_{n+1} והפענוח מתבצע בסדר הפוך הקלט הוא  L_{n+1},R_{n+1} והפונקציה מתחילה מ- i=n ויורדת עד  i=0 כשבכל שלב:
הפלט הסופי הוא  L_{0},R_{0}. היתרון של רשת פייסטל הוא שהפונקציה הפנימית לא חייבת להיות הפיכה. כל פונקציה יכולה להתאים ובלבד שמספר הסבבים יספק שולי ביטחון מספיקים. מספר מועט מדי של סבבים מאפשר שבירת הצופן בקלות ואילו מספר גבוה גורע מיעילותו.
היסטוריה והתפתחות > רשת החלפה תמורה

רשת החלפה-תמורה היא מבנה בסיסי של פונקציית ההצפנה הפנימית של צופן בלוקים, לפי הרעיון שהגה לראשונה קלוד שאנון אבי תורת האינפורמציה. היא יושמה לראשונה בצופן DES. רשת החלפה-תמורה בקיצור SPN מקבלת בלוק קלט ורשימה של תת-מפתחות הצפנה במספר הדרוש ומבצעת שלוש "טרנספורמציות" עיקריות על כל סיביות הבלוק שנקרא לפעמים 'מצב' (state), במספר חזרות שנקבע מראש כשכל מפתח משמש בסבב אחד. הטרנספורמציות כוללות: שכבת החלפה אי-ליניארית, שכבת פיזור ליניארית (תמורה) ושכבת הוספת מפתח סודי, לא בהכרח לפי סדר זה. במקרה של צופן המיושם במבנה פייסטל כמו DES הפענוח מתבצע עם אותה פונקציה אך בהיפוך סדר המפתחות בלבד. לעומת זאת בצופן כמו AES שאינו בנוי בסגנון רשת פייסטל, אלא הפונקציה הפנימית שלו משפיעה על כל סיביות בלוק הקלט באופן אחיד, כל הטרנספורמציות של הפונקציה הפנימית כולל הפונקציה האי-ליניארית, חייבות להיות הפיכות כדי שהפענוח יצליח. כדי שתהיה בטוחה רשת החלפה-תמורה חייבת לכלול טרנספורמציה אי-ליניארית. בעיקר, הפונקציה האי-ליניארית מהווה את עיקר חוסנו של צופן הבלוקים נגד קריפטואנליזה ליניארית ודיפרנציאלית רבות העוצמה, לכן צריך להשקיע מאמץ ומחשבה רבה בתכנון הפונקציות האי-ליניאריות כך שיהדפו התקפות מסוג זה. קיימות שתי שיטות עיקריות להוספת אי-ליניאריות לצופן, הראשונה מתבססת על תיבות החלפה והשנייה על פעולת חיבור או כפל מודולרי מעל שדה סופי. שתיהן נחקרו היטב ונמצאות בשימוש בצפנים מודרניים רבים.
היסטוריה והתפתחות > רשת אינוולוציה

רשת אינוולוציה שנקראת גם 'מבנה ליי מסי' על שם מפתחי צופן IDEA היא רשת הצפנה הדומה לרשת פייסטל ללא צורך בתיבות החלפה. הקלט מחולק לשני חצאים ובכל סבב לאחר הפעלת הפונקציה הפנימית שנקראת כאן בקיצור MA הצדדים מחליפים מקומות. הפונקציה MA (כמתואר בתרשים) שהוא שילוב של פעולות בחבורות אלגבריות שונות, שאין ביניהן דיסטריבוטיביות או אסוציאטיביות. הפעולות הן כפל מודולו  2^{16}+1 המסומן בקיצור  \odot  וחיבור בשלמים מודולו  2^{16} המסומן בקיצור  \boxplus  בשילוב עם XOR המסומן ב- \oplus . למשל אפשר לראות שאם מציבים  a=b=c=1 בשתי המשוואות, הביטויים הבאים נכונים:
היסטוריה והתפתחות > ARX

דרך ידועה להוספת "אי-ליניאריות" לצופן היא שילוב של פעולות אלגבריות פשוטות בשדות סופיים שונים כמו חיבור מודולרי, פעולת XOR והזזה מעגלית ויושמה בצפנים מודרניים רבים ביניהם Salsa20 ,Threefish, בפונקציית הגיבוב SipHash ועוד. בדרך כלל משלבים בין חיבור מודולו שלם כלשהו כמו 32 או 64 סיביות (לצורך יעילות), הזזה מעגלית בהיסטים קבועים או דינאמיים ופעולת XOR ששקולה לחיבור מודולו 2, המבוצעות במבנה הנקרא בקיצור ARX דהיינו "או-מוציא של חיבור לאחר הזזה מעגלית" כאשר סדר הפעולות אינו חשוב. מבנה זה אינו עושה שימוש בתיבות החלפה והוכח כבטוח כנגד התקפה דיפרנציאלית וכן עמיד כנגד התקפת תזמון וכן התקפות קריפטוגרפיות אחרות כמו התקפת גלישה והתקפת הזזה מעגלית. חסרונו העיקרי הוא שבגלל פשטותו הרבה יש צורך במספר גבוה יותר של סבבים כדי להשיג שולי ביטחון טובים. במבנה זה נעשה שימוש בצפנים רבים. דוגמה לשימוש כזה היא הפונקציה MIX מצופן Threefish:
מחברים תחילה את  x_{0}+x_{1} מודולו  2^{64} ואז  y_{1} הוא תוצאת XOR של  y_{0} עם  x_{1} לאחר הזזה מעגלית לפי קבוע כלשהו  R.