Инструмент шифрования/дешифрования Serpent

Serpent — это симметричный блочный шифр, который был одним из пяти финалистов конкурса AES (Advanced Encryption Standard). Разработанный Россом Андерсоном, Эли Бихамом и Ларсом Кнудсеном, он считался самым консервативным дизайном среди финалистов.

Хотя Rijndael (ныне AES) выиграл конкурс в основном благодаря лучшей производительности, Serpent имел наибольший запас безопасности среди всех финалистов. Он использует 128-битный размер блока и поддерживает размеры ключей 128, 192 или 256 бит, с 32 раундами шифрования против 10-14 у AES.

Дизайн Serpent ставит безопасность выше скорости, используя структуру сети подстановок-перестановок (SPN). Его консервативный подход и большой запас безопасности делают его отличным выбором для приложений, где безопасность является первостепенной.

Основные характеристики

• 128-битный размер блока: Как у AES, обрабатывает данные блоками по 16 байт
• Переменная длина ключа: Поддержка ключей 128, 192 и 256 бит
• 32 раунда: Больше раундов чем у AES (10-14), обеспечивая больший запас безопасности
• Консервативный дизайн: Приоритет безопасности над производительностью с хорошо изученными компонентами
• Без патентов: Полностью свободен для использования без лицензионных проблем

Режимы шифрования

• CBC: Каждый блок открытого текста XOR-ится с предыдущим блоком шифротекста перед шифрованием. Требует IV, наиболее безопасен для общего использования.
• ECB: Каждый блок шифруется независимо. Не требует IV, но одинаковый открытый текст производит одинаковый шифротекст. Не рекомендуется для конфиденциальных данных.
• CFB: Преобразует блочный шифр в потоковый. Требует IV, позволяет шифровать данные меньше размера блока.
• OFB: Режим обратной связи по выходу, преобразует блочный шифр в потоковый. Требует IV, ошибки в шифротексте не распространяются.

История конкурса AES

В 1997 году NIST объявил конкурс на выбор нового стандарта шифрования для замены DES. Serpent был одним из 15 первоначальных кандидатов и вышел в финальную пятёрку.

Пятью финалистами были: Rijndael (победитель), Serpent, Twofish, RC6 и MARS. Хотя Rijndael стал AES благодаря лучшей производительности, Serpent был отмечен за наибольший запас безопасности.

Многие криптографы рекомендуют Serpent для приложений, где безопасность важнее скорости, поскольку его консервативный дизайн оставляет больше запаса для потенциальных будущих успехов криптоанализа.

Соображения безопасности

• Serpent имеет наибольший запас безопасности среди финалистов AES, где 32 раунда обеспечивают значительную защиту от потенциальных атак.
• Практических атак на полный 32-раундовый Serpent не опубликовано. Лучшая известная атака работает против 12 раундов.
• Всегда используйте CBC или другие режимы сцепления вместо ECB для лучшей безопасности реальных данных.
• Используйте уникальный IV для каждой операции шифрования с одним и тем же ключом для предотвращения анализа паттернов.

Сценарии использования

• Приложения высокой безопасности: Военные, государственные и финансовые системы, требующие максимального запаса безопасности
• Долгосрочная защита данных: Архивное шифрование, где данные должны оставаться защищёнными десятилетиями
• Параноидальная безопасность: Когда вам нужен дополнительный запас безопасности сверх того, что предоставляет AES
• Академические исследования: Изучение дизайна блочных шифров и криптоанализа

Ссылки

• Документация конкурса AES NIST
• Википедия - Serpent (шифр)
• Оригинальная статья о Serpent от Андерсона, Бихама и Кнудсена