Tres peces

Threefish cifra por rondas y utiliza diferentes claves de ronda. Después de cada cuatro rondas, y antes de la primera, se añaden palabras clave de ronda a las palabras de datos. Para calcular las claves de ronda, se añade una palabra clave adicional a las palabras clave originales . Además, se añade una palabra de ajuste adicional a las palabras de ajuste .${\displaystyle r}$${\displaystyle {\frac {r}{4}}+1}$${\displaystyle w}$${\displaystyle w}$${\displaystyle k_{w}}$${\displaystyle k_{0},k_{1},\dots,k_{w-1}}$${\displaystyle t_{2}}$${\displaystyle t_{0},t_{1}}$

${\displaystyle k_{w}=C\oplus k_{0}\oplus k_{1}\oplus \dots \oplus k_{w-1};\quad C={\text{0x1BD11BDAA9FC1A22}}}$

${\displaystyle t_{2}=t_{0}\oplus t_{1}}$

El propósito de la constante aparentemente arbitraria es frustrar algunos ataques que se aprovechan de la relación entre y las otras palabras clave.${\displaystyle C}$${\displaystyle k_{w}}$

Las palabras clave redondas ahora se definen de esta manera:${\displaystyle k_{s,i}}$

${\displaystyle k_{s,i}={\begin{cases}k_{(s+i){\bmod {(}}w+1)}&i=0,\dots ,w-4\\k_{(s+i){\bmod {(}}w+1)}+t_{s{\bmod {3}}}&i=w-3\\k_{(s+i){\bmod {(}}w+1)}+t_{(s+1){\bmod {3}}}&i=w-2\\k_{(s+i){\bmod {(}}w+1)}+s&i=w-1\end{casos}}}$

Aquí , donde es el número de la ronda en la que se utiliza la palabra clave de la ronda.${\displaystyle s=0,1,\dots ,r/4}$${\displaystyle 4s}$${\displaystyle k_{s,i}}$

La función mix toma una tupla de palabras y devuelve otra tupla de palabras . La función se define de la siguiente manera:${\displaystyle (x_{0},x_{1})}$${\displaystyle (y_{0},y_{1})}$

${\displaystyle y_{0}=(x_{0}+x_{1}){\bmod {2}}^{64}}$

${\displaystyle y_{1}=(x_{1}\lll R_{(d{\bmod {8}}),j})\oplus y_{0}}$

${\displaystyle R_{d,j}}$es un conjunto fijo de constantes de rotación elegidas para lograr una difusión rápida .

El paso de permutación intercambia las posiciones de las palabras según un patrón constante. En este paso no se realiza una permutación a nivel de bits, pero esto no es necesario, ya que las funciones MIX proporcionan permutaciones a nivel de bits mediante rotaciones bit a bit. Las constantes de paso de permutación y rotación en las funciones MIX se eligen de tal manera que el efecto general sea la difusión completa de todos los bits en un bloque de datos.

Dado que esta permutación es fija e independiente de la clave, el tiempo necesario para calcularla no proporciona información sobre la clave ni el texto plano. Esto es importante porque, en la mayoría de los microprocesadores modernos, las optimizaciones de rendimiento pueden hacer que el tiempo de cálculo de una operación de matriz dependa de la ubicación de los datos en la memoria. En los cifrados donde la búsqueda en la matriz depende de la clave o del texto plano (como ocurre en el paso de sustitución de AES), esto puede hacer que el cifrado sea vulnerable a ataques de temporización mediante el análisis del tiempo necesario para el cifrado. Por lo tanto, la permutación se diseña deliberadamente para garantizar que se ejecute de la misma manera, independientemente de la clave utilizada o de los datos cifrados.

• si se agrega la clave redonda a la palabra${\displaystyle d\;{\bmod {\;}}4=0}$${\displaystyle k_{d/4,i}}$${\displaystyle i}$
• La función de mezcla se aplica a pares de palabras; los anchos de rotación dependen del número de ronda y del par de palabras.${\displaystyle R_{d{\bmod {8}},j}}$${\displaystyle d}$${\displaystyle j\in \{0,\cdots ,w/2-1\}}$
• Las palabras se permutan utilizando una permutación independiente del número de ronda.

Threefish256 y Threefish512 aplican esta ronda veces ( ). Threefish1024 la aplica 80 veces ( ).${\displaystyle r=72}$${\displaystyle d=0,1,\dots ,71}$${\displaystyle d=0,1,\dots ,79}$

Una vez aplicadas todas las rondas, las palabras clave de la última ronda se añaden a las palabras y estas se convierten de nuevo en una cadena de bytes.${\displaystyle k_{r/4,i}}$