ثلج

📅 آخر تحديث: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

SNOW هي عائلة من خوارزميات التشفير المتزامنة القائمة على الكلمات والتي طورها توماس يوهانسون وباتريك إكدال في جامعة لوند .

تحتوي هذه الأجهزة على مسجل إزاحة خطي ذي تغذية راجعة 512 بت في جوهرها، متبوعًا بآلة حالة إخراج غير خطية مع بضع كلمات إضافية من الحالة.

تستخدم أنظمة SNOW 1.0 و SNOW 2.0 و SNOW 3G مسجل إزاحة مكونًا من 16 كلمة، كل منها 32 بت، وتحويل خرج ARX (جمع-تدوير-XOR ) مكونًا من 32 بت، مع كلمتين أو ثلاث كلمات حالة. في كل تكرار، يتقدم مسجل الإزاحة بمقدار 32 بت، وينتج عنه خرج مكون من 32 بت.

تستخدم معالجات SNOW-V و SNOW-Vi مسجل إزاحة مكونًا من 32 كلمة، كل منها 16 بت (مصمم ليتم تنفيذه كـ 4 مسجلات SIMD، كل منها 128 بت )، حيث يتم تحريكه بمقدار 16 بت في كل دورة. يمكن إجراء 8 دورات من مسجل الإزاحة ذي التغذية الخطية (LFSR) في وقت واحد باستخدام عمليات SIMD، وبعد ذلك تُجرى خطوة تحويل واحدة للإخراج، مما ينتج عنه 128 بت من الإخراج. يستخدم تحويل الإخراج دالة جولة معيار التشفير المتقدم (AES) ( المُطبقة عادةً في الأجهزة على المعالجات الحديثة)، ويحتفظ بكلمتين إضافيتين من الحالة، كل منهما 128 بت.

تاريخ

تم تقديم خوارزمية التشفير SNOW 1.0، التي كانت تُعرف سابقًا باسم SNOW فقط، إلى مشروع NESSIE . [ 1 ] لا تخضع هذه الخوارزمية لأي قيود معروفة على الملكية الفكرية أو غيرها. تعمل الخوارزمية على كلمات 32 بت وتدعم مفاتيح 128 و256 بت. تتكون الخوارزمية من مُسجل إزاحة خطي ذي تغذية راجعة ( LFSR ) وآلة حالة محدودة (FSM)، حيث يُغذي مُسجل الإزاحة الخطي أيضًا دالة الحالة التالية لآلة الحالة المحدودة. تتميز الخوارزمية بمرحلة تهيئة قصيرة وأداء ممتاز على كلٍ من المعالجات 32 بت والأجهزة.

أثناء التقييم، تم اكتشاف نقاط ضعف، ونتيجة لذلك، لم يتم تضمين خوارزمية SNOW في مجموعة خوارزميات NESSIE. وقد طوّر المؤلفون نسخة جديدة، هي النسخة 2.0 من الخوارزمية، تعالج نقاط الضعف وتحسّن الأداء. [ 2 ]

أثناء تقييم ETSI SAGE ، تم تعديل التصميم بشكل أكبر لزيادة مقاومته للهجمات الجبرية، وكانت النتيجة هي SNOW 3G. [ 3 ]

لقد تم العثور على مفاتيح ذات صلة لكل من SNOW 2.0 و SNOW 3G، [ 4 ] مما يسمح بالهجمات ضد SNOW 2.0 في نموذج المفتاح ذي الصلة.

يستخدم

تم استخدام SNOW في مشروع ESTREAM كخوارزمية تشفير مرجعية لتقييم الأداء.

SNOW 2.0 هو أحد التشفيرات خارج التيار المختارة لمعيار ISO / IEC 18033-4. [ 5 ]

تم اختيار SNOW 3G [ 6 ] كخوارزمية تشفير متدفقة لخوارزميات التشفير 3GPP UEA2 وUIA2. [ 7 ]

كان SNOW-V إعادة تصميم شاملة نُشرت عام 2019، [ 8 ] وقد صُممت لمواكبة سرعات شبكات الجيل الخامس الخلوية من خلال توليد 128 بت من المخرجات لكل تكرار. وتم تعديل SNOW-Vi [ 9 ] لتحقيق سرعة أعلى باستخدام تغييرات طفيفة على مسجل الإزاحة ذي التغذية الخطية الخطية (LFSR)؛ مع بقاء تحويل المخرجات كما هو.

مصادر

  1. ↑ إكدال، باتريك؛ يوهانسون، توماس (2000). SNOW - تشفير تدفق جديد (ملف PDF) . ورشة عمل NESSIE الأولى. هيفرلي ، بلجيكا . تاريخ الاسترجاع: 15 مايو 2024 .
  2. ↑ إكدال، باتريك؛ يوهانسون، توماس (أغسطس 2002). نسخة جديدة من تشفير التدفق SNOW (ملف PDF) . مجالات مختارة في علم التشفير: ورشة العمل الدولية السنوية التاسعة. سانت جونز، نيوفاوندلاند . CiteSeerX 10.1.1.7.4280 . doi : 10.1007/3-540-36492-7_5 . تاريخ الاسترجاع: 15 مايو 2024 . 
  3. ↑ تقرير تصميم وتقييم UEA2
  4. ↑ كيركانسكي، ألكسندر؛ يوسف، عمرو (15 أبريل 2012). "حول خاصية الانزلاق في SNOW 3G وSNOW 2.0" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2021 .
  5. ↑ "ISO/IEC 18033-4:2011 تكنولوجيا المعلومات - تقنيات الأمان - خوارزميات التشفير - الجزء 4: تشفير التدفق" . ISO . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  6. ↑ "مواصفات خوارزميات السرية والنزاهة UEA2 وUIA2 التابعة لـ 3GPP. الوثيقة 2: مواصفات SNOW 3G" (ملف PDF) . www.gsma.com . 6 سبتمبر 2006. تاريخ الاطلاع: 13 أكتوبر 2017 .
  7. ↑ "مواصفات خوارزميات السرية والنزاهة UEA2 وUIA2 التابعة لـ 3GPP. الوثيقة 1: مواصفات UEA2 وUIA2" (ملف PDF) . www.quintillion.co.jp . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 مارس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  8. ↑ إكدال، باتريك؛ يوهانسون، توماس؛ ماكسيموف، ألكسندر؛ يانغ، جينغ (سبتمبر 2019). "خوارزمية تشفير SNOW جديدة تُسمى SNOW-V" . مجلة IACR للمعاملات في علم التشفير المتناظر . 2019 (3): 1-42 . doi : 10.13154/tosc.v2019.i3.1-42 .
  9. ↑ إكدال، باتريك؛ يوهانسون، توماس؛ ماكسيموف، ألكسندر؛ يانغ، جينغ (يونيو 2021). SNOW-Vi: نسخة فائقة الأداء من SNOW-V لوحدات المعالجة المركزية منخفضة الأداء . المؤتمر الرابع عشر لجمعية ACM حول الأمن والخصوصية في الشبكات اللاسلكية والمتنقلة. doi : 10.1145/3448300.3467829 .