Сунђер конструкција

Шаблон:Сређивање У криптографији, сунђер функција или сунђер конструкција је класа алгоритама са коначним унутрашњим стањем, чији је улаз бинарни низ произвољне дужине и који враћају бинарни низ произвољне дужине. Сунђер функције имају теоријску и практичну примену. Могу се користити за имплементацију хеш функције, аутентикационог кода поруке, проточне шифре, генераторa псеудослучајних бројева, аутентификованог шифровања и MGF (Шаблон:Јез-eng).

Конструкција

Сунђер функција састоји се из три компоненте:

• S меморије, која садржи b битова
• функцијe $f:\{0,1{\}}^{|bits|}\to \{0,1{\}}^{|bits|}$ која трансформише меморију стања (често је псеудослучајна пермутација $2^{|bits|}$ вредности стања)
• функцијe допуњавања P

Стање меморије S подељенo je на два дела: први део је R, величине r (брзина, rate), a преостали део је C, величинe c (капацитет, capacity). Функција допуњавања додаје потребан број битова на крај улазне ниске тако да дужина допуњене ниске буде дељива са r. На тај начин се допуњена порука може поделити на r-битне блокове.

Опис рада

Сунђер функција делује на следећи начин:

• Стање S се иницијализује нулама
• Улазна ниска се допуњује и дели на блокове, величине r битова
• Фаза упијања података: За сваки блок B, величине r битова
  • R се замењује са R XOR B (битска операција XOR)
  • S се замењује са f(S)

• Фаза истискивања резултата: Укључити део R стања S у излаз
• Понављати све док није обезбеђен довољан број излазних бита
  • заменити S са f(S)
  • Укључити део R стања S у излаз; ако у излазу недостаје мање од r битова, у излаз се укључује само део R

Битови из дела C не учествују у операцији XOR, нити се директно укључују у излаз, већ се мењају у зависности од функције трансформације f. У хеш апликацијама, отпорност на колизије или одређивање инверзне слике зависе од C. Величина c дела C обично се бира тако да буде једнака двострукој вредности нивоа сигурности.

Дуплексна конструкција

Фазе упијања и истискивања могу се наизменично смењивати. Овакав начин рада назива се дуплексна конструкција или дуплексирање. Mоже се искористити за једнопролазни систем аутентификованог шифровања.

• Стање S се иницијализује нулама
• R се XOR-ује са првим улазним r-битним блоком
• S се замењује са f(S)
• R je сада првих r битова излаза
• R се XOR-ује са наредним улазним блоком
• S се замењује са f(S)
• R даје наредних r битова излаза

Режим са преписивањем

Toком упијања могуће је изоставити операцију XOR, уз задржавање одабраног нивоа сигурности . У фази упијања замењује се претходни део стања R. Oво омогућава задржавање мањег стања између корака: пошто се део R ионако брише, може се чувати само део C.

Примене

Сунђер функције имају теоријске и практичне примене. У теоријској криптоанализи случајна сунђер функција је сунђер конструкција у оквиру које је f случајна пермутација или трансформација, према потреби. На пример, криптографски сунђер Кечак са 1600-битним стањем NIST је изабрао за победника конкурса за хеш алгоритам SHA-3. Модификована верзија алгоритма RC-4 која се зове Spirtz такође користи сунђер конструкцију. Такође, користи се за изградњу аутентификованог шифровања са придруженим подацима (АЕАD), у оквиру схема за хеширање лозинке .