Шифр ГОСТ

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<html>
<head>
<title>Криптография - шифр ГОСТ</title>
</head>
<body>
<form method="post">
Синхропосылка: <input name="s" type="text" value=""/><br />
Исходный текст:<br />
<textarea rows="10" cols="40" name="text">гидродинамический удар по данным астрономических наблюдений растягивает плазменный луч генерируя периодические импульсы синхротронного излучения при погружении в жидкий кислород расслоение стабилизирует субсветовой погранслой тем самым открывая возможность цепочки квантовых превращений тело несмотря на некоторую вероятность коллапса мономолекулярно усиливает фронт при этом дефект массы не образуется</textarea><br />
<input type="submit" name="go" value="Шифровать!" />
</form>
<?php
global $Sblock, $K32;
//таблица замен - просто константные значения
$Sblock = array (
array (4, 10, 9, 2, 13, 8, 0, 14, 6, 11, 1, 12, 7, 15, 5, 3),
array (14, 11, 4, 12, 6, 13, 15, 10, 2, 3, 8, 1, 0, 7, 5, 9),
array (5, 8, 1, 13, 10, 3, 4, 2, 14, 15, 12, 7, 6, 0, 9, 11),
array (7, 13, 10, 1, 0, 8, 9, 15, 14, 4, 6, 12, 11, 2, 5, 3),
array (6, 12, 7, 1, 5, 15, 13, 8, 4, 10, 9, 14, 0, 3, 11, 2),
array (4, 11, 10, 0, 7, 2, 1, 13, 3, 6, 8, 5, 9, 12, 15, 14),
array (13, 11, 4, 1, 3, 15, 5, 9, 0, 10, 14, 7, 6, 8, 2, 12),
array (1, 15, 13, 0, 5, 7, 10, 4, 9, 2, 3, 14, 6, 11, 8, 12)
);
//Ключ - 256 бит - просто константные значения
$K32 =
array (
0x10CBC8CD,
0x2FC0CFC5,
0x34C0CCC1,
0x92CEC2C8,
0x81CCD8C3,
0x705DCDC8,
0x64C8D8C2,
0x5ACECBDF
);
// базовые циклы
/* В их обозначении число (32 или 16) указывает на число
повторений основного шага, буква (З или Р) указывает на
разновидность порядка использования элементов ключа.*/
//цикл зашифрования
function base_32z($N){
global $K32;
for($k=1;$k<=3;$k++)
for($i=0;$i<=7;$i++){
$N = base($N,$K32[$i]);
}
for($i=7;$i>=0;$i--){$N = base($N,$K32[$i]);}
$N = substr($N,32).substr($N,0,32);
return $N;
}
//цикл расшифрования
function base_32r($N){
global $K32;
for($i=0;$i<=7;$i++){$N = base($N,$K32[$i]);}
for($k=1;$k<=3;$k++)
for($i=7;$i>=0;$i--){
$N = base($N,$K32[$i]);
}
$N = substr($N,32).substr($N,0,32);
return $N;
}
//цикл выработки имитовставки
function base_16z($N){
for($k=1;$k<=2;$k++)
for($i=0;$i<=7;$i++){
$N = base($N,$K32[$i]);
}
return $N;
}
// моя функция. для больших чисел
function mod($a,$b=4294967296){ // 4294967296 == 2^32
while($c<$a){
$c_old=$c;
$c+=$b;
}
return $a-$c_old;
}
// дополняем нулями
function addzero($a,$b=4,$c=0){ // а - число которое дополняем, b - до скольки, с - слева=0/справа=1
while(strlen($a)<$b){
if(!$c){$a='0'.$a;}else{$a.='0';}
}
return $a;
}
//основной шаг криптопреобразования
function base($N,$X){
/*N – преобразуемый 64-битовый блок данных, в ходе выполнения шага его младшая (N 1) и старшая (N 2) части обрабатываются как отдельные 32-битовые целые числа без знака. Таким образом, можно записать N=(N 1,N 2).
X – 32-битовый элемент ключа;*/
$N = array(substr($N,0,32), substr($N,32));
$N[0] = base_convert($N[0],2,10);
$X = base_convert($X,16,10);
/* Шаг 1
Сложение с ключом. Младшая половина преобразуемого блока складывается по модулю 232 с используемым на шаге элементом ключа, результат передается на следующий шаг;*/
$tmp = mod(($N[0] + $X)); // , 4294967296
/* Шаг 2
Поблочная замена. 32-битовое значение, полученное на предыдущем шаге, интерпретируется как массив из восьми 4-битовых блоков кода: S=(S 0, S 1, S 2, S 3, S 4, S 5, S 6, S 7), причем S 0 содержит 4 самых младших, а S 7 – 4 самых старших бита S.
Далее значение каждого из восьми блоков заменяется новым, которое выбирается по таблице замен следующим образом: значение блока Si меняется на Si -тый по порядку элемент (нумерация с нуля) i-того узла замены (т.е. i-той строки таблицы замен, нумерация также с нуля). Другими словами, в качестве замены для значения блока выбирается элемент из таблицы замен с номером строки, равным номеру заменяемого блока, и номером столбца, равным значению заменяемого блока как 4-битового целого неотрицательного числа. Отсюда становится понятным размер таблицы замен: число строк в ней равно числу 4-битовых элементов в 32-битовом блоке данных, то есть восьми, а число столбцов равно числу различных значений 4-битового блока данных, равному как известно 24, шестнадцати.*/
$tmp = base_convert($tmp,10,2);
// дополняем нулями
$tmp = addzero($tmp,32);
$tmp = strrev($tmp); // чтобы получить обратный порядок в массиве
$S = array();
for($i=0;$i<=7;$i++) $S[$i] = substr($tmp,4*$i,4);
global $Sblock;
// заменяем
for($i=0;$i<=7;$i++){
$S[$i] = addzero( base_convert( $Sblock[$i][base_convert($S[$i],2,10)], 10, 2) );
}
/* Шаг 3
Циклический сдвиг на 11 бит влево. Результат предыдущего шага сдвигается циклически на 11 бит в сторону старших разрядов и передается на следующий шаг. На схеме алгоритма символом обозначена функция циклического сдвига своего аргумента на 11 бит влево, т.е. в сторону старших разрядов.*/
$tmp = implode('', $S);
// "сдвигаем"
$S = substr($tmp,11).substr($tmp,0,11);
/* Шаг 4
Побитовое сложение: значение, полученное на шаге 3, побитно складывается по модулю 2 со старшей половиной преобразуемого блока.*/
$tmp = '';
for($i=0;$i<32;$i++){
$tmp .= ($S[$i] + $N[1][$i]) % 2;
}
/* Шаг 5
Сдвиг по цепочке: младшая часть преобразуемого блока сдвигается на место старшей, а на ее место помещается результат выполнения предыдущего шага. */
$N = $tmp.addzero(base_convert($N[0],10,2), 32);
/* Шаг 6
Полученное значение преобразуемого блока возвращается как результат выполнения алгоритма основного шага криптопреобразования.*/
return $N;
}
if(isset($_POST['go'])){
$text = $_POST['text'];
echo "Длина исходного текста: ".strlen($text)."<br />";
// разбаваем текст на блоки по 8 байт
$tmp_text = array();
while($p<strlen($text)){
$tmp_text[] = substr($text, $p, 8);
$p+=8;
}
// Шифруем
function text2bin($text){
$tmp_text = '';
for($i=0;$i<strlen($text);$i++){
$tmp_text .= addzero( base_convert( ord($text[$i]),10,2 ), 8 );
}
return $tmp_text;
}
for($i=0;$i<count($tmp_text);$i++){
$summ = '';
$a = 0;
$summ = text2bin($tmp_text[$i]);
$cryptogram .= base_32z($summ);
}
echo "<br />Простая замена:<br />";
$text = '';
$a = 0;
while($a<strlen($cryptogram)){
base_convert( substr($cryptogram,$a,8), 2, 10)."<br />";
$text .= chr( base_convert( substr($cryptogram,$a,8), 2, 10) );
$a+=8;
}
echo $text;
echo "<br />(длина: ".strlen($text).")";
echo "<br />";
// Расшифровываем!
$text='';
$a = 0;
while($a<strlen($cryptogram)){
$text .= base_32r(substr($cryptogram,$a,64));
$a+=64;
}
$cryptogram = $text;
echo "<br /><br />Простая замена (расшифрованный):<br />";
$text='';
$a = 0;
while($a<strlen($cryptogram)){
base_convert( substr($cryptogram,$a,8), 2, 10)."<br />";
$text .= chr( base_convert( substr($cryptogram,$a,8), 2, 10) );
$a+=8;
}
echo $text;
echo "<br />(длина: ".strlen($text).")";
# Гамирование
function gammirovanie($T,$S=false){
/* Шаг 0
Определяет исходные данные для основного шага криптопреобразования:
T о(ш) – массив открытых (зашифрованных) данных произвольного размера, подвергаемый процедуре зашифрования (расшифрования), по ходу процедуры массив подвергается преобразованию порциями по 64 бита;
S – синхропосылка , 64-битовый элемент данных, необходимый для инициализации генератора гаммы;*/
// разбаваем текст на блоки по 8 байт
$tmp_text = array();
$p = 0;
while($p<strlen($T)){
$tmp_text[] = text2bin( substr($T, $p, 8) );
$p+=8;
}
$T = $tmp_text;
// генерим синхропосылку
global $SS;
if($S===false){
$SS = $S = substr(md5(rand(0, 666)), 0, 8);
}
echo "(Синхропосылка: $S):";
echo "<br />";
/* Шаг 1
Начальное преобразование синхропосылки, выполняемое для ее «рандомизации», то есть для устранения статистических закономерностей, присутствующих в ней, результат используется как начальное заполнение РГПЧ;*/
// преобразуем в двоичное
$tmp_text = '';
for($i=0;$i<strlen($S);$i++){
$tmp_text .= text2bin($S[$i]);
}
$S = base_32z($tmp_text);
/* Шаг 2
Один шаг работы РГПЧ, реализующий его рекуррентный алгоритм. В ходе данного шага старшая (S 1) и младшая (S 0) части последовательности данных вырабатываются независимо друг от друга;*/
$C = array();
$C[0] = 0x1010101;
$C[1] = 0x1010104;
$C[0] = base_convert($C[0], 16, 10);
$C[1] = base_convert($C[1], 16, 10);
$S = array( base_convert(substr($S,0,32), 2, 10), base_convert(substr($S,32), 2, 10) );
for($i=0;$i<count($T);$i++){
$S[0] = mod($S[0] + $C[0]);
$S[1] = mod( ($S[1] + $C[1] - 1), 4294967296-1) + 1;
/* Шаг 3
Гаммирование. Очередной 64-битовый элемент, выработанный РГПЧ, подвергается процедуре зашифрования по циклу 32–З, результат используется как элемент гаммы для зашифрования (расшифрования) очередного блока открытых (зашифрованных) данных того же размера.*/
$tmp = '';
$S_tmp = addzero( base_convert($S[0],10,2), 32).addzero( base_convert($S[1],10,2), 32);
$S_tmp = base_32z($S_tmp);
for($a=0;$a<strlen($T[$i]);$a++){
$tmp .= ( $T[$i][$a] + $S_tmp[$a] ) % 2;
}
$T[$i] = $tmp;
}
/* Шаг 4
Результат работы алгоритма – зашифрованный (расшифрованный) массив данных.*/
return $T = implode("", $T);
}
if($_POST['s']!='') $SS=$_POST['s']; else $SS=false;
echo "<br /><br /><br />Гаммирование, зашифрованный текст ";
$T = gammirovanie($_POST['text'],$SS);
echo "<br />";
// Перегоняем снова в текст!
$text='';
$a = 0;
while($a<strlen($T)){
$text .= chr( base_convert( substr($T,$a,8), 2, 10) );
$a+=8;
}
echo $text;
echo "<br />";
echo " длина: ".strlen($text);
echo "<br />";
echo "<br />";
$T = $text;
echo "<br />Гаммирование, расшифрованный текст ";
$T = gammirovanie($T, $SS);
echo "<br />";
// Перегоняем снова в текст!
$text='';
$a = 0;
while($a<strlen($T)){
$text .= chr( base_convert( substr($T,$a,8), 2, 10) );
$a+=8;
}
echo $text;
echo "<br />";
echo " длина: ".strlen($text);
echo "<br />";
echo "<br />";
}
?>
</body>
</html>