3. Traditional symmetric key ciphers (3)

5) One-time pad 

Perfect secrecy를 목표로 고안

hello 

additive cipher의 문제 동일한 key의 사용으로 취약한 보안

P	7	4	11	11	14
k	15	15	15	15	15
C	22	19	0	0	3

k를 random sequence로 채택할때

P	7	4	11	11	14
k(random sequence)	15	7	3	22	19
C	22	11	14	7	23

이론적으로 additive cipher에 key가 random sequence로 생성하면 perfect security가 달성될 것이라는게 증명되어 있다.

이론과의 차이

- computer는 완벽한 random이 불가능하다. puedo random

조건

동일한 난수 생성기를 송수신자가 가지고 있어야 한다.

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3. Transposition Cipher

글자자체가 대체되어 바뀌는 subsitution cipher와 달리 문자를 섞는 암호화 방식

1) Keyless transposition cipher

P = meet me at the park

C = MEMATEAK ETETHPR

m	e
e	t
m	e
a	t
t	h
e	p
a	r
k

m	e	e	t
m	e	a	t
t	h	e	p
a	r	k

사전에 표를 만드는 기준을 정해놓고 암호화 (key가 별도로 없다)

(*사실 표의 크기를 key라고 생각할 수도 있다.)

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2) Keyed transposition cipher

P = enemy attacks tonight

key 

k = (3 1 4 5 2) 

(1,2,3,4,5의 permutation)

Encrpytion 

enemy -> EEMYN

attac -> TAACT

kston -> TKONS

...

사전에 정해둔 k의 permutaion 크기를 기준으로 각 블럭을 transposition

Decryption

(2 5 1 3 4)로 복호화 해야함 -> 역 permutation

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3) Combining Two Approaches

keyless + keyed의 조합한 

key = (3 1 4 5 2)

enemy attacks tonight

e	n	e	m	y
a	t	t	a	c
k	s	t	o	n
i	g	h	t	z(garbage data)

E	E	M	Y	N
T	A	A	C	T
T	K	O	N	S
H	I	T	Z	G

C : ETTHEAKIMAOTYCNZNTSG

해당 C를 다시 평문으로 취급하여 다시 암호화하면 double encrypt 시도도 가능할 수 있다.

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일반적인 현대 암호화 방식 패턴

Substitution + Transposition

다른 복잡한 방식없이 큰 두 줄기를 잘 조합해서 보안성 높은 암호화가 가능하다.

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4. Stream Cipher & Block Cipher

1)Block Cipher

group of m symbols에 대해 하나의 key사용

ex) Hill cipher, plainfair cipher, ...

2)Stream Cipher

한 글자 -> 컴퓨터 관점에선 1bit단위

P = (P₁ P₂ P₃ ... ) : plaintext stream 

k = (k₁ k₂ k₃ ... ) : key stream

C = (C₁ C₂ C₃ ... ) : ciphertext stream

C_i = (P_i, k_i) 결합

ex) Additive cipher, Auto key cipher, ...

명확한 구분이 필요한건 아니지만 줄기를 개념적으로 나누는 편이다