Claude Shannon predložio je tehniku konfuzije i difuzije za hvatanje temeljnih blokova kriptografske funkcije, umjesto da se koristi duga i dugotrajna metoda statistike. Shannon je uglavnom bila zabrinuta zbog prevencije kriptoanalize uz pomoć statističke analize.
Razlog tome je kako slijedi. Pretpostavimo da napadač ima neko razumijevanje statističkih karakteristika otvorenog teksta. Na primjer, u ljudski razumljivoj poruci, raspodjela frekvencija alfabeta može biti poznata unaprijed. U tom slučaju, kriptoanalizu je vrlo lako provoditi tamo gdje se poznate statistike mogu odraziti u šifriranom tekstu. Ova kriptoanaliza sigurno može zaključiti ključ ili neki dio ključa. Zbog toga je Shannon predložila dvije metode, a to su zbunjenost i difuzija.
Tablica usporedbe
| Osnova za usporedbu | Zbunjenost | difuzija |
|---|---|---|
| Osnovni, temeljni | Koristi se za stvaranje nejasnih tekstova sa šiframa. | Koristi se za stvaranje nejasnih, običnih tekstova. |
| Nastoji | Napravite što je moguće kompliciraniji odnos između statistike šifrirane slike i vrijednosti ključa za šifriranje. | Statistička veza između čistog teksta i šifriranog teksta napravljena je što kompliciranije. |
| Postignuto je | Zamjenski algoritam | Algoritam prijenosa |
| Korišten od | Streaming šifra i blok šifra | Samo blokirajte šifru. |
| Rezultat je | Povećana neodređenost | Povećana redundancija |
Definicija konfuzije
Zbunjenost je kriptografska tehnika osmišljena da poveća nejasnoće šifriranog teksta, jednostavnim riječima tehnika osigurava da tekst šifre ne daje nikakav trag o čistom tekstu. U danoj tehnici odnos između statistike šifriranog teksta i vrijednosti ključa za šifriranje održava se što je moguće složenije. Iako napadač ima određenu kontrolu nad statistikom šifriranog teksta, nije mogao zaključiti ključ kao način na koji je ključ korišten za izradu tog šifriranog teksta tako složen.
Zbunjenost se može dobiti korištenjem zamjenskog i složenog algoritma za kodiranje koji se oslanja na ključ i ulaz (plaintext).
Definicija difuzije
Difuzija je izumljena kriptografska tehnika kako bi se povećala redundancija običnog teksta kako bi se prikrila statistička struktura otvorenog teksta kako bi se spriječili pokušaji zaključivanja ključa. U difuziji, statistička struktura otvorenog teksta može nestati u dalekosežnoj statistici šifriranog teksta, a odnos između njih je složen tako da nitko ne može zaključiti izvorni ključ.
To se postiže širenjem pojedinačne znamenke otvorenog teksta preko mnogih šifriranih tekstualnih znamenki, kao što je kada se promijeni jedan bit čistog teksta, on mora utjecati na cijeli tekst šifre ili se promjena mora dogoditi na cijelom šifriranom tekstu.
U blok šifri difuzija se može dobiti primjenom neke permutacije na podatke s funkcijom na permutaciju, rezultat je da će bit iz različitih položaja u izvornom tekstu pridonijeti jednom bitu šifriranog teksta. Transformacija u blok šifri ovisi o ključu.
Ključne razlike između zbunjenosti i difuzije
- Tehnika konfuzije koristi se za stvaranje nejasnih šifriranja, dok se difuzija koristi za generiranje opskurnih otvorenih tekstova.
- Zbunjenost pokušava učiniti statističku povezanost između čistog teksta i šifriranja što kompleksnijim. Naprotiv, tehnika difuzije nastoji napraviti što je moguće kompliciraniju korelaciju između statistike šifrirane slike i vrijednosti ključa za šifriranje.
- Za dobivanje zabune mogu se primijeniti algoritmi supstitucije. Nasuprot tome, difuzija se može postići korištenjem transpozicionih tehnika.
- Blok šifra se oslanja na konfuziju kao i na difuziju, dok stream šifra koristi samo konfuziju.
Zaključak
Zbunjenost i difuzija obje su kriptografske tehnike, gdje je u konfuziji svrha napraviti vezu između statistike šifrirane slike i vrijednosti ključa za šifriranje što je više moguće komplicirano. S druge strane, difuzija pokušava prikriti statističku strukturu otvorenog teksta širenjem utjecaja svake pojedinačne znamenke čistog teksta na glavne dijelove ili šifrirane brojeve.
