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SNOW es una familia de cifradores de flujo síncronos basados ​​en palabras, desarrollados por Thomas Johansson y Patrik Ekdahl en la Universidad de Lund . En su núcleo, cuentan ...

SNOW es una familia de cifradores de flujo síncronos basados ​​en palabras, desarrollados por Thomas Johansson y Patrik Ekdahl en la Universidad de Lund .

En su núcleo, cuentan con un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal de 512 bits , seguido de una máquina de estados de salida no lineal con algunas palabras de estado adicionales.

SNOW 1.0 , SNOW 2.0 y SNOW 3G utilizan un registro de desplazamiento de 16 palabras de 32 bits y una transformación de salida de suma, rotación y XOR (ARX) de 32 bits con 2 o 3 palabras de estado. Cada iteración avanza el registro de desplazamiento 32 bits y produce 32 bits de salida.

SNOW-V y SNOW-Vi utilizan un registro de desplazamiento de 32 palabras de 16 bits (diseñado para implementarse como 4 registros SIMD de 128 bits ) que avanza 16 bits por iteración. Se pueden realizar 8 iteraciones del LFSR simultáneamente mediante operaciones SIMD, tras lo cual se realiza un paso de transformación de salida, que produce 128 bits de salida. La transformación de salida utiliza la función de ronda del Estándar de Cifrado Avanzado (AES) (comúnmente implementada en hardware en procesadores recientes) y mantiene 2 palabras de estado adicionales de 128 bits.

Historia

SNOW 1.0, originalmente llamado simplemente SNOW, fue presentado al proyecto NESSIE . [ 1 ] El cifrado no tiene restricciones de propiedad intelectual ni de otro tipo conocidas. Funciona con palabras de 32 bits y admite claves de 128 y 256 bits. Consiste en una combinación de un LFSR y una máquina de estados finitos (FSM), donde el LFSR también alimenta la función de estado siguiente de la FSM. El cifrado tiene una fase de inicialización corta y un rendimiento muy bueno tanto en procesadores de 32 bits como en hardware.

Durante la evaluación, se descubrieron debilidades y, como resultado, SNOW no se incluyó en el conjunto de algoritmos NESSIE. Los autores han desarrollado una nueva versión, la versión 2.0 del cifrado, que resuelve las debilidades y mejora el rendimiento. [ 2 ]

Durante la evaluación ETSI SAGE , el diseño se modificó aún más para aumentar su resistencia contra ataques algebraicos, dando como resultado el nombre SNOW 3G. [ 3 ]

Se ha descubierto que existen claves relacionadas tanto para SNOW 2.0 como para SNOW 3G, [ 4 ] lo que permite ataques contra SNOW 2.0 en el modelo de clave relacionada.

Usar

SNOW se ha utilizado en el proyecto ESTREAM como cifrado de referencia para la evaluación del rendimiento.

SNOW 2.0 es uno de los cifradores fuera de flujo elegidos para el estándar ISO /IEC 18033-4. [ 5 ]

SNOW 3G [ 6 ] se elige como cifrador de flujo para los algoritmos de cifrado 3GPP UEA2 y UIA2. [ 7 ]

SNOW-V fue un rediseño extenso publicado en 2019, [ 8 ] diseñado para igualar las velocidades de las redes celulares 5G mediante la generación de 128 bits de salida por iteración. SNOW-Vi [ 9 ] se ajustó para una velocidad aún mayor mediante pequeños cambios en el LFSR; la transformación de salida es idéntica.

Fuentes

  1. Ekdahl, Patrik; Johansson, Thomas (2000). SNOW: un nuevo cifrador de flujo (PDF) . Primer taller NESSIE. Heverlee , Bélgica . Consultado el 15 de mayo de 2024 .
  2. Ekdahl, Patrik; Johansson, Thomas (agosto de 2002). Una nueva versión del cifrado de flujo SNOW (PDF) . Áreas selectas en criptografía: 9.º taller internacional anual. St. John's, Terranova . CiteSeerX 10.1.1.7.4280 . doi : 10.1007/3-540-36492-7_5 . Recuperado el 15 de mayo de 2024 . 
  3. Informe de diseño y evaluación de UEA2
  4. Kircanski, Aleksandar; Youssef, Amr (15 de abril de 2012). "Sobre la propiedad deslizante de SNOW 3G y SNOW 2.0" (PDF) . Recuperado el 19 de octubre de 2021 .
  5. "ISO/IEC 18033-4:2011 Tecnología de la información — Técnicas de seguridad — Algoritmos de cifrado — Parte 4: Cifrados de flujo" . ISO . Consultado el 30 de octubre de 2020 .
  6. "Especificación de los algoritmos de confidencialidad e integridad UEA2 y UIA2 de 3GPP. Documento 2: Especificación SNOW 3G" (PDF) . www.gsma.com . 6 de septiembre de 2006. Consultado el 13 de octubre de 2017 .
  7. "Especificación de los algoritmos de confidencialidad e integridad UEA2 y UIA2 de 3GPP. Documento 1: Especificación UEA2 y UIA2" (PDF) . www.quintillion.co.jp . Archivado del original (PDF) el 19 de marzo de 2012. Consultado el 30 de octubre de 2020 .
  8. Ekdahl, Patrik; Johansson, Thomas; Maximov, Alexander; Yang, Jing (septiembre de 2019). "Un nuevo cifrado de flujo SNOW llamado SNOW-V" . IACR Transactions on Symmetric Cryptology . 2019 (3): 1– 42. doi : 10.13154/tosc.v2019.i3.1-42 .
  9. Ekdahl, Patrik; Johansson, Thomas; Maximov, Alexander; Yang, Jing (junio de 2021). SNOW-Vi: una variante de rendimiento extremo de SNOW-V para CPU de gama baja . 14.ª Conferencia ACM sobre seguridad y privacidad en redes inalámbricas y móviles. doi : 10.1145/3448300.3467829 .
  • El sitio web del grupo de criptografía y seguridad de Lund se archivó el 20 de septiembre de 2021 en Wayback Machine.