CEAI

Comentarii:

• v - text sursă, format din două părți de 32 de biți
• k este o cheie formată din patru părți de 32 de biți

Modificări față de codul original:

• tipul uint32_t este folosit datorită faptului că are întotdeauna o dimensiune de 32 de biți, spre deosebire de long (prezent în codul original), care poate conține 64 de biți (de exemplu, pe unele sisteme pe 64 de biți)
• codul sursă nu folosește tipul const
• parantezele redundante din expresiile pentru v0 și v1 sunt omise în codul sursă, în această modificare sunt lăsate pentru o mai mare claritate

Criptanaliză

Se presupune că acest algoritm oferă o securitate comparabilă cu algoritmul de criptare IDEA , deoarece folosește aceeași idee de utilizare a operațiilor din grupuri algebrice ortogonale . [1] Această abordare oferă o protecție excelentă împotriva tehnicilor de criptoanaliza liniară .

Atacurile cheie conexe

Algoritmul este cel mai vulnerabil la atacurile legate de chei din cauza programării simple a cheilor ( inclusiv a lipsei unui algoritm de programare a cheilor ca atare). Sunt cunoscute cel puțin trei atacuri de acest tip, ele au fost prezentate în lucrarea lui John Kelsey ( John Kelsea ), Bruce Schneier ( Bruce Schneier ) și David Wagner ( David Wagner ) în 1997 [6] . Cele mai simple dintre ele dau un răspuns diferențial cu o probabilitate de 2 -32 după 32 de cicluri ale algoritmului, deci sunt necesare cel puțin 2 34 de texte clare alese pentru a găsi răspunsul diferențial cu o probabilitate de 1 și a determina toți biții cheii. Un atac mai complex, care combină ideile „atacului cheie legat” [7] al lui Eli Biham și un atac diferențial , oferă un răspuns diferențial cu o probabilitate de 2 −11 , necesită doar 2 23 de texte clare alese și un timp de aproximativ 2 32 de timpi de criptare (adică necesită un număr de operații pe biți de ordinul a 2 32 ).  

Criptanaliza diferențială

TEA sa dovedit a fi destul de robust împotriva criptoanalizei diferenţiale . Un atac TEA cu 10 runde necesită 2 52,5 texte clare alese și are o complexitate de timp de 2 84 [8] . Cel mai bun rezultat este criptoanaliza a 17 runde de TEA [9] . Acest atac necesită doar 1920 de texte clare alese, dar are o complexitate temporală de 2123,37 .

Chei echivalente

O altă problemă a algoritmului TEA este existența cheilor echivalente. S-a demonstrat că fiecare tastă are trei echivalente [4] . Aceasta înseamnă că lungimea efectivă a cheii este de numai 126 de biți în loc de cei 128 intenționați de dezvoltatori, așa că nu este de dorit să se utilizeze TEA ca funcție hash , ceea ce a fost reflectat în cartea lui Andrew Huang „ Hacking the Xbox: an introduction to reverse engineering” („Hacking the Xbox: An Introduction to Reverse Engineering”) folosind exemplul de piratare a consolei de jocuri Microsoft Xbox .

Tabelul cheilor echivalente:

K[0]	K[1]	K[2]	K[3]
K[0]	K[1]	K[2] 80000000 h	K[3] 80000000 h
K[0 ] 80000000h	K[1] 80000000 h	K[2]	K[3]
K[0 ] 80000000h	K[1] 80000000 h	K[2] 80000000 h	K[3] 80000000 h

Extensii de algoritm

Descoperirea unui număr de vulnerabilități și slăbiciuni grave în algoritmul TEA original a condus la crearea rapidă a extensiilor sale. Principalele diferențe ale tuturor acestor algoritmi sunt o programare îmbunătățită a cheilor, dependența dinamică a cheii de text, precum și o dimensiune diferită a cheii, bloc de intrare și/sau numărul de runde ale rețelei Feistel.

XTEA are o dimensiune a blocului de 64 de biți, o dimensiune a cheii de 128 de biți și o rundă de rețea Feistel de 64. Algoritmul a fost dezvoltat de David Wheeler și Roger Needham și publicat în 1997 . Principala diferență față de algoritmul TEA original este prezența unui algoritm de programare a cheilor, care a făcut posibilă eliminarea unei vulnerabilități critice pentru „atacuri asupra cheilor asociate”, dar a condus la o deteriorare a rezistenței la criptoanaliza diferențială [9] . Există trei modificări ale acestui algoritm dezvoltat de Tom Denis [10] : XTEA-1 (dimensiunea blocului - 64 de biți, dimensiunea cheii - 128 de biți, numărul de runde ale rețelei Feistel - 32), XTEA-2 (dimensiunea blocului - 128 de biți , dimensiunea cheii 128 biți, numărul rețelei Feistel 64) și XTEA-3 (dimensiunea blocului 128 biți, dimensiunea cheii 256 biți, numărul rețelei Feistel 64).

În 1998, a fost publicată următoarea extensie a algoritmului, numită XXTEA . Dimensiunea cheii este de 128 de biți. O caracteristică distinctivă este capacitatea de a cripta orice blocuri care sunt multiplu de 64 de biți, numărul de runde este de 52 + 6 * (numărul de cuvinte de 32 de biți dintr-un bloc) sau 52 + 12 * M cu o lungime de bloc de 64 * M biți. Eficacitatea practică a unui atac diferențial publicat anonim nu a fost dovedită [11] .

Există, de asemenea, o modificare alternativă a algoritmului TEA, numită RTEA , dezvoltată în 2007 de Marcos el Ruptor . Dimensiunea blocului - 64 de biți; pentru o cheie de 128 de biți, numărul de runde ale rețelei Feistel este de 48, pentru o cheie de 256 de biți este de 64. Potrivit dezvoltatorilor, acest algoritm este mai productiv și mai rezistent la criptoanaliza [12] decât XTEA, totuși , acest algoritm are deja un „atac asupra cheilor aferente” [13] .

Folosind mecanisme de programare genetică în 2006, o echipă de dezvoltatori condusă de Julio Castro ( ing.  Julio César Hernández Castro ) a creat algoritmul Raiden , conceput pentru a elimina vulnerabilitățile cifrului TEA. Acesta repetă aproape exact structura algoritmului TEA, cu excepția faptului că algoritmul Raiden are un algoritm extins de programare a cheilor. Numărul standard de runde ale rețelei Feistel este de 32 (16 cicluri). Raiden folosește un program de chei asemănător PRNG, transformă cheia și generează subchei pentru fiecare rundă. Cifrul trece cu succes testele Diehard , Sexton și ORL [14] .