Algoritmi Simetrici de Criptare. Algoritmul AES

Noţiuni generale:

Criptografia a devenit azi unul dintre domeniile dinamice de cercetare ştiinţifică datorită aplicaţiilor ei în securitatea calculatoarelor şi a Internet-ului. Acoperită multă vreme sub "secretul" utilizărilor militare şi diplomatice, astăzi criptografia trebuie "demistificată", fiind, nici mai mult nici mai puţin decât un instrument în activităţile informatice curente. În ţările dezvoltate, se poate vorbi de o criptografie de uz cotidian.

Sistemele criptografice simetrice

Sistemele criptografice simetrice folosesc aceeaşi cheie K, atât la cifrarea (criptarea) cât şi la descifrarea (decriptarea) mesajelor. Cheia este secretă şi este folosită în comun de către emiţător, cel care cifrează mesajul M şi de către receptor, cel care descifrează criptograma C.

Fig.1. Sistem criptografic simetric

Sistemele simetrice sunt folosite pentru protecţia datelor memorate în fişiere, baze de date sau a informaţiilor transmise în reţele. Criptosisteme simetrice ca standardul american de cifrare DES (Data Encryption Standard) sau sistemul AES.

Securitatea criptării simetrice depinde mult de protecţia cheii criptografice. Ca urmare, administrarea acestora este un factor esenţial şi se referă la:

- generarea cheilor, adică mijloacele pseudo-aleatoare de creare a succesiunii de octeţi (biţi) ai cheii;

- distribuţia cheilor, adică modul în care se transmit şi se fac cunoscute cheile tuturor utilizatorilor cu drept de acces la informaţiile criptate;

- memorarea cheilor, adică stocarea lor sigură pe un suport magnetic sau pe un card, de obicei criptate sub o altă cheie de cifrare a cheilor, numită şi cheie master.

Problema fundamentală a utilizării criptografiei în reţele este aceea a găsirii unor modalităţi de distribuţie sigură şi periodică a cheilor criptografice, fiind necesar ca acestea să fie schimbate cât mai des. În Internet, pentru aceasta, se utilizează tot serviciile reţelei, folosind protocoale speciale sau sisteme cu chei publice, aşa numitele anvelope (plicuri) digitale.

Figura 2 Schema de aplicare a unui algoritm simetric

Algoritmul AES

Matricea de stare

Operaţiile interne ale algoritmului AES se realizează pe o matrice bidimensională de octeţi numită matrice de stare. Matricea de stare este formată din 4 rânduri de , fiecare conţinând Nb octeţi, unde Nb este egal cu lungimea blocului împărţită la 32. Un element din matricea de stare se notează cu sr,c sau s[r,c] (rândul r şi coloana c). Elementele sunt repretate în baza 16 (hexazecimal).