Confusion and diffusion (original) (raw)
In cryptography, confusion and diffusion are two properties of the operation of a secure cipher identified by Claude Shannon in his 1945 classified report A Mathematical Theory of Cryptography. These properties, when present, work to thwart the application of statistics and other methods of cryptanalysis. These concepts are also important in the design of secure hash functions and pseudorandom number generators where decorrelation of the generated values is the main feature.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | En criptografia confusió i difusió són dues propietats de l'operació d'un xifratge segur que va ser identificat per Claude Shannon al seu article Communication Theory de Secrecy Systems publicat el 1949. En les definicions originals de Shannon «confusió» es refereix a fer tan complexa i embolicada com sigui possible la relació entre la clau i el text xifrat; «difusió» es refereix a la propietat que la redundància informàtica en l'estadística del text clar es "dissipa" en l'estadística del text xifrat. En altres paraules, la dels caràcters individuals (i parelles de caràcters veïns) en el text clar s'hauria de redistribuir a la no-uniformitat en la distribució d'estructures molt més grans del text xifrat, que és molt de més dur de detectar. La difusió significa que els bits de sortida haurien de dependre dels bits d'entrada d'una manera molt complexa. En un xifratge amb bona difusió, si un bit del text clar es canvia, llavors el text xifrat hauria de canviar completament, en una conducta imprevisible o . En particular, per a una entrada escollida a l'atzar, si es canvia el bit i-èsim, llavors la probabilitat que el j -èsim bit de sortida canviï hauria de ser un mig, per a qualsevol i i j - això es qualifica d'. Més generalment, es pot exigir que canviant un conjunt fix de bits haurien de canviar cada bit de la sortida amb la probabilitat de 1/2. Un propòsit de la confusió és fer molt difícil trobar la clau fins i tot si es té amb la mateixa clau un nombre gran de parelles de text clar-text xifrat. Per això, cada bit del text xifrat hauria de dependre de la clau sencera, i de maneres diferents de bits diferents de la clau. En particular, canviar un bit de la clau hauria de canviar el text xifrat completament. La manera més simple d'aconseguir tant difusió com confusió és una . En aquests sistemes, el text clar i la clau sovint tenen un paper molt similar en produir la sortida, per això és el mateix mecanisme que assegura tant difusió com confusió. (ca) Diffusion ist in der Kryptologie eines der beiden zentralen Prinzipien zur Verschleierung von Strukturen eines Klartextes im Zuge einer Verschlüsselung oder beim Hashen. Das andere dieser Prinzipien ist die Konfusion. Sie gehen auf den amerikanischen Mathematiker Claude Shannon zurück. Diffusion bedeutet, dass jedes Bit, das in eine kryptografische Funktion eingegeben wird, sich über den ganzen verarbeiteten Datenblock ausbreitet und alle Ausgabebits beeinflusst. Wenn man die Eingabe auch nur geringfügig ändert, soll sich jedes Ausgabebit mit der Wahrscheinlichkeit ändern. Ein gutes Verfahren verzahnt Konfusion und Diffusion in mehreren aufeinanderfolgenden Runden so miteinander, dass beim Verschlüsseln beziehungsweise Hashen jedes Informationsbit sich schon nach wenigen Runden über den ganzen Datenblock ausgebreitet hat und darauf von Operationen zur Konfusionserzeugung verarbeitet wird (zum Beispiel S-Box), worauf sich deren Resultate wiederum schnell ausbreiten und so weiter. Wenn man irgendwo eingreift und nur ein Bit ändert, sieht wenige Runden später der ganze Datenblock völlig anders aus. Diese Eigenschaft ist auch als Lawineneffekt bekannt. (de) In cryptography, confusion and diffusion are two properties of the operation of a secure cipher identified by Claude Shannon in his 1945 classified report A Mathematical Theory of Cryptography. These properties, when present, work to thwart the application of statistics and other methods of cryptanalysis. These concepts are also important in the design of secure hash functions and pseudorandom number generators where decorrelation of the generated values is the main feature. (en) Confusión y difusión son dos conceptos relacionados con la teoría de la información y de la comunicación. Claude Shannon, uno de los padres de esta teoría, participó con ciertos postulados acerca de los sistemas de cifrado. Según Shannon, para hacer un algoritmo de cifrado más resistente es necesario que cumpla con la difusión y confusión. De esta forma se reducía considerablemente la posibilidad de detectar el algoritmo por análisis de frecuencias. De esta manera, la difusión nos dice que si se cambia un bit en el texto sin cifrar, deberían cambiarse la mayor cantidad posible de bits en el texto cifrado. Para conseguir este efecto se realizan las permutaciones. En cambio la confusión quiere decir que la relación entre el texto cifrado y la clave sea lo más compleja posible. Para este caso las sustituciones cumplen con dicho objetivo. Horst Feistel en 1971 trabajó en el proyecto Lucifer de IBM, proyecto en el que nace la estructura de feistel, esta estructura incorpora el pensamiento de Shannon acerca de la difusión y confusión, de manera que se aplicaron permutaciones y sustituciones respectivamente para producir estos efectos. * Datos: Q1224520 (es) En cryptologie, confusion et diffusion sont deux propriétés dans une méthode de chiffrement qui ont été identifiées par Claude Shannon dans son document Communication Theory of Secrecy Systems publié en 1949. D'après la définition originale de Shannon, la confusion correspond à une volonté de rendre la relation entre la clé de chiffrement et le texte chiffré la plus complexe possible. La diffusion est une propriété où la redondance statistique dans un texte en clair est dissipée dans les statistiques du texte chiffré. En d'autres termes, un biais en entrée ne doit pas se retrouver en sortie et les statistiques de la sortie doivent donner le moins possible d'informations sur l'entrée. Des relations entre les bits en entrée et en sortie pourraient être utiles pour le cryptanalyste. Ce concept est lié à la notion plus moderne d'effet avalanche. Dans un chiffrement avec une bonne diffusion, l'inversion d'un seul bit en entrée doit changer chaque bit en sortie avec une probabilité de 0,5 (critère d'avalanche strict). La substitution (un symbole du texte clair est remplacé par un autre) fut une première approche pour introduire la confusion (dans les chiffrements modernes, on utilise à cet effet des boîtes S). Quant à la permutation/transposition, elle augmente la diffusion. Les chiffrements utilisent pour cela des boîtes P. D'autres mécanismes peuvent être déployés, comme des transformations linéaires (par exemple dans Rijndael). Un chiffrement par produit combine des opérations pour garantir à la fois la diffusion et la confusion. (fr) Dalam kriptografi, pengacakan dan penghamburan (disebut juga prinsip Shannon, bahasa Inggris: confusion and diffusion) adalah dua sifat operasi aman yang diperkenalkan oleh Claude Shannon pada tahun 1945 dalam laporan rahasianya, A Mathematical Theory of Cryptography. Sifat-sifat ini dibuat untuk menggagalkan penerapan analisis kriptografi dan statistika. Konsep-konsep ini juga penting dalam desain fungsi hash dan yang sangat mementingkan antarnilai yang dihasilkan. (in) Confusione e diffusione sono due proprietà della crittografia che un algoritmo di cifratura sicuro deve possedere per essere considerato più o meno robusto, ovvero scarsamente attaccabile da un attacco crittoanalitico. Queste proprietà sono state identificate da Claude Shannon nel suo lavoro La teoria della comunicazione nei sistemi crittografici pubblicato nel 1949. (it) У криптографії, плутанина і поширення (англ. confusion and diffusion) — це дві властивості дій стійкого шифру, які було означені Клодом Шенноном в його роботі , оприлюдненій 1949. В первинному визначені Шеннона, плутанина позначає перетворення зв'язку між відкритим текстом і шифротекстом настільки складним і заплутаним наскільки можливо; поширення посилається до тої властивості, що надлишковість у статистиці відкритого тексту «розпорошується» в статистиці шифротексту. Інакше кажучи, нерівномірність у розподілі окремих букв (і пар сусідніх букв) у відкритому тексті повинна бути перерозподілена на значно більші утворення шифротексту, тоді її буде набагато складніше виявити. Поширення означає, що біти на виході мають залежати від бітів на вході дуже складним способом. У шифрах з хорошим поширенням, зміни одного біту відкритого тексту повинна спричиняти повну зміну шифротексту непередбачуваним і псевдовипадковим чином. Зокрема, для довільних даних на вході, за зміни i-го біту, імовірність зміни j-го біту вихідних даних має бути половиною, для будь-яких i та j — це називається суворою умовою лавиновості. Загальніше, можна вимагати, щоб зміна набору бітів на вході змінювала кожен біт на виході з імовірністю в половину. За поширення відповідають лінійні функції. Однією з цілей плутанини є зробити дуже складним знаходження ключа навіть, якщо розшифрувальник має велику кількість пар відкритий текст-шифротекст отриманих за допомогою одного ключа. Відповідно, кожен біт шифротексту має залежати від всього ключа, при чому різним способом від різних бітів ключа. Зокрема, зміна одного біта ключа повинна змінювати шифротекст повністю. За плутанину відповідають нелінійні функції. Найпростіший спосіб досягти плутанини і поширення це SP-мережа. В цих системах, відкритий текст і ключ часто мають подібну роль в утворені вихідних даних, отже цей підхід гарантує плутанину і розпорошення. (uk) 在密碼學當中，混淆（confusion）與擴散（diffusion）是设计密码学算法的兩種主要方法。這樣的定義最早出現在克劳德·香农1945年的論文《密码学的数学理论》當中。 在克劳德·香农的定義之中，混淆主要是用來使密文和對稱式加密方法中金鑰的關係變得盡可能的複雜；而擴散則主要是用來使用明文和密文的關係變得盡可能的複雜，明文中任何一點小更動都會使得密文有很大的差異。 混乱用于掩盖明文与密文之间的关系。这可以挫败通过研究密文以获取冗余度和统计模式的企图。做到这一点最容易的方法是“代替”。 扩散通过将明文冗余度分散到密文中使之分散开来。即将单个明文或密钥位的影响尽可能扩大到更多的密文中去。产生扩散最简单的方法是换位（置换）。 (zh) |
| dbo:wikiPageExternalLink | http://netlab.cs.ucla.edu/wiki/files/shannon1949.pdf https://www.iacr.org/museum/shannon45.html |
| dbo:wikiPageID | 537555 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 7414 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1120293403 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Algorithmic_information_theory dbr:Cryptography dbr:Plaintext dbr:Cryptanalysis dbr:Statistics dbr:Communication_Theory_of_Secrecy_Systems dbr:Permutation_box dbr:Substitution–permutation_network dbr:Hash_function dbr:Advanced_Encryption_Standard dbc:Symmetric-key_cryptography dbr:Pseudorandom_number_generator dbr:Avalanche_effect dbr:Cipher dbr:Ciphertext dbr:Symmetric_key dbr:Claude_Elwood_Shannon dbr:Substitution_box |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Citation_needed dbt:Refimprove dbt:Reflist dbt:Short_description dbt:Unreferenced_section dbt:Cryptography_block |
| dct:subject | dbc:Symmetric-key_cryptography |
| gold:hypernym | dbr:Properties |
| rdf:type | dbo:Building |
| rdfs:comment | In cryptography, confusion and diffusion are two properties of the operation of a secure cipher identified by Claude Shannon in his 1945 classified report A Mathematical Theory of Cryptography. These properties, when present, work to thwart the application of statistics and other methods of cryptanalysis. These concepts are also important in the design of secure hash functions and pseudorandom number generators where decorrelation of the generated values is the main feature. (en) Dalam kriptografi, pengacakan dan penghamburan (disebut juga prinsip Shannon, bahasa Inggris: confusion and diffusion) adalah dua sifat operasi aman yang diperkenalkan oleh Claude Shannon pada tahun 1945 dalam laporan rahasianya, A Mathematical Theory of Cryptography. Sifat-sifat ini dibuat untuk menggagalkan penerapan analisis kriptografi dan statistika. Konsep-konsep ini juga penting dalam desain fungsi hash dan yang sangat mementingkan antarnilai yang dihasilkan. (in) Confusione e diffusione sono due proprietà della crittografia che un algoritmo di cifratura sicuro deve possedere per essere considerato più o meno robusto, ovvero scarsamente attaccabile da un attacco crittoanalitico. Queste proprietà sono state identificate da Claude Shannon nel suo lavoro La teoria della comunicazione nei sistemi crittografici pubblicato nel 1949. (it) 在密碼學當中，混淆（confusion）與擴散（diffusion）是设计密码学算法的兩種主要方法。這樣的定義最早出現在克劳德·香农1945年的論文《密码学的数学理论》當中。 在克劳德·香农的定義之中，混淆主要是用來使密文和對稱式加密方法中金鑰的關係變得盡可能的複雜；而擴散則主要是用來使用明文和密文的關係變得盡可能的複雜，明文中任何一點小更動都會使得密文有很大的差異。 混乱用于掩盖明文与密文之间的关系。这可以挫败通过研究密文以获取冗余度和统计模式的企图。做到这一点最容易的方法是“代替”。 扩散通过将明文冗余度分散到密文中使之分散开来。即将单个明文或密钥位的影响尽可能扩大到更多的密文中去。产生扩散最简单的方法是换位（置换）。 (zh) En criptografia confusió i difusió són dues propietats de l'operació d'un xifratge segur que va ser identificat per Claude Shannon al seu article Communication Theory de Secrecy Systems publicat el 1949. Un propòsit de la confusió és fer molt difícil trobar la clau fins i tot si es té amb la mateixa clau un nombre gran de parelles de text clar-text xifrat. Per això, cada bit del text xifrat hauria de dependre de la clau sencera, i de maneres diferents de bits diferents de la clau. En particular, canviar un bit de la clau hauria de canviar el text xifrat completament. (ca) Diffusion ist in der Kryptologie eines der beiden zentralen Prinzipien zur Verschleierung von Strukturen eines Klartextes im Zuge einer Verschlüsselung oder beim Hashen. Das andere dieser Prinzipien ist die Konfusion. Sie gehen auf den amerikanischen Mathematiker Claude Shannon zurück. Diffusion bedeutet, dass jedes Bit, das in eine kryptografische Funktion eingegeben wird, sich über den ganzen verarbeiteten Datenblock ausbreitet und alle Ausgabebits beeinflusst. Wenn man die Eingabe auch nur geringfügig ändert, soll sich jedes Ausgabebit mit der Wahrscheinlichkeit ändern. (de) Confusión y difusión son dos conceptos relacionados con la teoría de la información y de la comunicación. Claude Shannon, uno de los padres de esta teoría, participó con ciertos postulados acerca de los sistemas de cifrado. Según Shannon, para hacer un algoritmo de cifrado más resistente es necesario que cumpla con la difusión y confusión. De esta forma se reducía considerablemente la posibilidad de detectar el algoritmo por análisis de frecuencias. * Datos: Q1224520 (es) En cryptologie, confusion et diffusion sont deux propriétés dans une méthode de chiffrement qui ont été identifiées par Claude Shannon dans son document Communication Theory of Secrecy Systems publié en 1949. D'après la définition originale de Shannon, la confusion correspond à une volonté de rendre la relation entre la clé de chiffrement et le texte chiffré la plus complexe possible. (fr) У криптографії, плутанина і поширення (англ. confusion and diffusion) — це дві властивості дій стійкого шифру, які було означені Клодом Шенноном в його роботі , оприлюдненій 1949. В первинному визначені Шеннона, плутанина позначає перетворення зв'язку між відкритим текстом і шифротекстом настільки складним і заплутаним наскільки можливо; поширення посилається до тої властивості, що надлишковість у статистиці відкритого тексту «розпорошується» в статистиці шифротексту. Інакше кажучи, нерівномірність у розподілі окремих букв (і пар сусідніх букв) у відкритому тексті повинна бути перерозподілена на значно більші утворення шифротексту, тоді її буде набагато складніше виявити. (uk) |
| rdfs:label | Confusió i difusió (ca) Diffusion (Kryptologie) (de) Confusion and diffusion (en) Confusión y difusión (es) Pengacakan dan penghamburan (in) Confusion et diffusion (fr) Confusione e diffusione (it) Плутанина і поширення (uk) 混淆與擴散 (zh) |
| owl:sameAs | freebase:Confusion and diffusion wikidata:Confusion and diffusion dbpedia-ca:Confusion and diffusion dbpedia-de:Confusion and diffusion dbpedia-es:Confusion and diffusion dbpedia-fa:Confusion and diffusion dbpedia-fr:Confusion and diffusion dbpedia-id:Confusion and diffusion dbpedia-it:Confusion and diffusion dbpedia-simple:Confusion and diffusion dbpedia-uk:Confusion and diffusion dbpedia-zh:Confusion and diffusion https://global.dbpedia.org/id/Gsks |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Confusion_and_diffusion?oldid=1120293403&ns=0 |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Confusion_and_diffusion |
| is dbo:wikiPageDisambiguates of | dbr:Confusion_(disambiguation) |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Diffusion_(cryptography) dbr:Confusion_(cryptography) dbr:Diffusion_and_confusion |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Block_cipher_mode_of_operation dbr:Index_of_cryptography_articles dbr:Index_of_information_theory_articles dbr:BassOmatic dbr:Bent_function dbr:Communication_Theory_of_Secrecy_Systems dbr:Permutation_box dbr:Substitution–permutation_network dbr:Substitution_cipher dbr:COMP128 dbr:Data_Encryption_Standard dbr:Félix_Delastelle dbr:SWIFFT dbr:Hill_cipher dbr:Diffusion_(cryptography) dbr:S-box dbr:Bifid_cipher dbr:Transposition_cipher dbr:Trifid_cipher dbr:Xmx dbr:Avalanche_effect dbr:ChaCha20-Poly1305 dbr:Chaotic_cryptology dbr:SAFER dbr:SHARK dbr:Confusion_(disambiguation) dbr:Threefish dbr:Rijndael_MixColumns dbr:Confusion_(cryptography) dbr:Diffusion_and_confusion |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Confusion_and_diffusion |