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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft die Telekommunikationsübertragung und insbesondere
ein recheneffizientes Paketverschlüsselungsverfahren für Ströme von Paketen,
bei denen während
der Übertragung Verluste
und/oder eine Auslieferung in falscher Reihenfolge auftreten.
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Problem
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Ein
Problem auf dem Gebiet der Paketübertragung
besteht darin, die Verschlüsselungssicherheit
zu erhöhen,
um zu verhindern, dass nichtautorisierte Geräte die übertragenen Pakete abfangen
und entschlüsseln,
und gleichzeitig ein Paketverschlüsselungsverfahren zur Verfügung zu
stellen, welches die Rechenzeit zur Verschlüsselung und Entschlüsselung
des Klartextstroms nicht erhöht.
Ein zweites Problem auf dem Gebiet der Paketübertragung besteht darin, die
Sequenz aus den Paketen am Bestimmungsort wieder zusammenzusetzen
und gleichzeitig ein Paketverschlüsselungsverfahren zur Verfügung zu
stellen, bei welchem der Empfänger nicht
zu viel Zeit braucht, um den Paketstrom zu entschlüsseln und
wieder zusammenzusetzen. Ein drittes Problem besteht darin, die
Entschlüsselung
von empfangenen Paketen beim Auftreten eines Verlustes oder von
Paketen in falscher Reihenfolge zu synchronisieren.
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Bei
der Paketvermittlung werden, sowohl drahtgebunden als auch drahtlos,
Pakete von Klartext von einer Quelle zu einem Bestimmungsort durch
das Netz gesendet. Die Pakete werden von Paket-Assemblern/Disassemblern
aus einzelnen Klartextpaketen zusammengefügt und in diese zerlegt. Jedes Paket
weist eine eindeutige Kennung, eine Sequenznummer, auf, und jedes
Paket umfasst drei Grundelemente, einen Kopf (Header), eine Nutzlast.
und, optional, einen Nachspann. Der Kopf enthält Steuerinformationen wie
etwa die Sequenznummer, Synchronisationsbits, die Adresse des Bestimmungsorts,
die Adresse der Quelle, die Länge
des Paketes und so weiter. Die Nutzlast stellt den Klartext dar,
welcher gesendet wird, und der Nachspann enthält eine Markierung für das Paketende
sowie Fehlererkennungs- und Korrekturbits.
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Zur Übertragung
in einem Paketvermittlungsnetz wird ein Medienstrom in "Pakete" zerlegt. Jedes Paket
läuft durch
das Netz zu dem Bestimmungsort durch verfügbare Knoten hindurch und wird von
Koten zu Knoten so übermittelt,
wie Bandbreite für
die Übertragung
verfügbar
wird. Am Bestimmungsknoten wird ein Versuch unternommen, die Pakete
zu dem ursprünglichen
fortlaufenden Strom zusammenzusetzen. Da die Pakete durch das Netz laufen,
indem sie unterschiedlichen Routen folgen, kommen die Pakete am
Bestimmungsort oft in falscher Reihenfolge an. Andere Pakete können im Netz
verloren gehen. Zusätzliche
Verarbeitungszeit ist an dem Bestimmungsort erforderlich, um eine
erneute Übertragung
verlorener Pakete und/oder von Paketen, die in falscher Reihenfolge
empfangen wurden, anzufordern und um die Pakete zu der ursprünglichen
fortlaufenden Nachricht zusammenzusetzen.
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Auf
dem Gebiet der Paketübertragung
werden üblicherweise
zwei Verschlüsselungsverfahren genutzt,
RC4 und Wired Equivalency Privacy (WEP). RC4 stellt ein Verschlüsselungsverfahren
dar, das bei zellulären
digitalen Paketdaten (CDPD) unterstützt wird, und WEP stellt ein
Verschlüsselungsverfahren
dar, das durch den Standard IEEE 802.11 unterstützt wird. Der Verein der Elektrotechniker
und Elektroniker (IEEE) ist die normschaffende Körperschaft, die für viele
Telekommunikations- und Computernormen verantwortlich zeichnet,
darunter jene, die bei lokalen Netzen (LANs) genutzt werden, die Normen-Serie
802. IEEE 802 Teil 11b (802.11b) wird üblicherweise für die zunehmend
populären
drahtlosen Netze beim Aufbau von LANs genutzt.
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WEP
und RC4 sind "Strom"-Chiffrierer, an der
Quelle erzeugen sie einen Strang von Zufallsverschlüsselungsbytes,
die alle mit den Klartextbytes exklusiv-ODER-verknüpft werden,
um den Chiffretext zu bilden. Umgekehrt kann der Chiffretext mit
dem gleichen Verschlüsselungsstrom
exklusiv-ODER-verknüpft werden,
um am Bestimmungsort wieder den Klartext herzustellen.
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Verschlüsselungsverfahren
RC4
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RC4
läuft von
Anfang bis Ende als ein Generator für einen einzelnen Strom, ein
Generator für
einen sehr langen Strom. RC4 nutzt nicht die Paketsequenznummer
in dem Verschlüsselungsverfahren, stattdessen
wird die Sequenz der nächsten
Bytes des Nutzlast-Klartextes genutzt. Anders ausgedrückt hängt die
Verschlüsselung/Entschlüsselung
jedes Bytes von der Byteposition in dem Gesamtstrom ab. RC4 nutzt
einen Schlüssel
von bis zu 256 Bytes, um einen S-Vektor mit 256 Bytes zu generieren,
der genutzt wird, um jedes der aufeinanderfolgenden Bytes des Nutzlast-Klartextes
nacheinander zu verschlüsseln.
Der S-Vektor-Algorithmus nutzt zwei Variablen, und der S-Vektor
wird permutiert, nachdem ein jeweiliges Byte verschlüsselt ist,
somit hängt
jeder Verschlüsselungsstromwert
von der Anzahl der Nutzlastbytes ab, die bereits verschlüsselt oder
entschlüsselt sind.
Somit entwickelt sich der S-Vektor im Zeitverlauf weiter, sodass
er unpraktisch dafür
wird, RC4 zu resynchronisieren.
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Wenn
alle Bytes des Nutzlast-Klartextes verschlüsselt worden sind, wird der
Chiffretext zu Pakten zusammengesetzt und an jedes Paket werden
zur Übertragung
ein Kopf und ein Nachspann angefügt. Ein
Problem entsteht, wenn ein Datenpaket während der Übertragung verloren geht. Der
Bestimmungsort weiß,
dass ein Paket verloren gegangen ist (noch nicht empfangen worden
ist), weil jeder Header eine Sequenznummer enthält. Wenn das zweite Paket am Bestimmungsort
nicht ankommt, ist der Bestimmungsort in der Lage, die Bytes des
Nutzlast-Chiffretextes in dem ersten Paket zu dechiffrieren. Der
Bestimmungsort kann jedoch nicht das dritte Paket entschlüsseln, welches
empfangen wird, da der Bestimmungsort nicht weiß, wie viele Bytes an Nutzlast-Chiffretext
in dem fehlenden zweiten Paket gesendet wurden, sodass der Bestimmungsort
die erneute Übertragung
aller nicht empfangenen Pakete anfordern muss. Dies ist für Echtzeit-Medienströme unpraktikabel.
Da alle Klartext-Bytes nacheinander in Chiffretext umgewandelt worden
sind, müssen
die Chiffretext-Bytes zur Entschlüsselung in der gleichen Reihenfolge
verarbeitet werden.
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Das
gerade beschriebene Verschlüsselungsverfahren
RC4 ist nicht in der Lange, ein Verfahren zum Entschlüsseln von
nacheinander empfangenen Paketen für den Fall, dass ein Paket
während
der Übertragung
nicht wiederherstellbar verloren geht, zur Verfügung zu stellen.
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Verschlüsselungsverfahren
Wired Equivalency Privacy (WEP)
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IEEE
802.11b wendet das Verfahren Wired Equivalency Privacy (WEP) (zu
Deutsch in etwa "drahtgebundener äquivalenter
Datenschutz") an. Die Ähnlichkeit
zwischen RC4 und WEP besteht darin, dass WEP RC4 nutzt, indem das
Verfahren für
jedes Paket neu initialisiert wird, wobei die Sequenznummer als
ein Teil des Schlüssels
verwendet wird. Das Verschlüsselungsverfahren
WEP wird neu initialisiert durch neue Schlüsselbildung (Auswahl eines neuen
Schlüssels)
und Erzeugung eines neuen S-Vektors unter Verwendung des neuen Schlüssels.
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Um
das Problem zu lösen,
das bei der Verwendung von RC4 entsteht, nutzt WEP RC4 mit der Ausnahme,
dass WEP den gleichen inkrementierten S-Vektor für jedes Paket nutzt, wogegen
RC4 den inkrementierten S-Vektor für jedes Byte der Nutzlast nutzt.
Durch Erzeugung eines neuen S-Vektors für jedes Paket ist der Bestimmungsort
in der Lage, jedes Paket in jeder beliebigen empfangenen Reihenfolge, und
auch wenn Pakete verloren gegangen sind, zu entschlüsseln. Anders
ausgedrückt
läuft WEP
von Anfang bis Ende eines Paketes, wogegen RC4 von Anfang bis Ende
jedes Nutzlaststroms läuft,
ungeachtet der Anzahl von Paketen, die für den Nutzlaststrom übertragen
werden. Dadurch wird WEP für
kleine Pakete wie etwa Audiokommunikation ineffizient, da für jedes
Paket ein neuer S-Vektor berechnet werden muss.
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Obgleich
das Problem, dass verlorene Pakete die Entschlüsselung am Bestimmungsort verhindern,
gelöst
wird, ist die wiederholte Schlüsselbildung
und wiederholte Initialisierung des Verfahrens für jedes Paket rechenaufwendig,
und es ist gezeigt worden, dass das Verfahren unsicher ist. Es ist
demonstriert worden, dass es bei WEP Sicherheitsmängel gibt.
Man vergleiche Stubblefield, et al., "Using the Fluhrer, Martin, and Shamir
attack to break WEP",
http://www.cs.rice.edu/~astubble/wep/wep attack.html und "Weaknesses in the
Key Scheduling Method of RC4",
http://www.eyetap.org/~rguerra/toronto2001/rc4_ksaproc.pdf. Einige
PC-Karten setzten die Paket-Sequenznummer jedes Mal auf Null zurück, wenn
sie initialisiert werden, und inkrementieren dann für jede Nutzung
um eins. Obgleich dieses Verfahren die Verarbeitungszeit reduziert, führt es dazu,
dass mit großer
Wahrscheinlichkeit Schlüsselströme erneut
genutzt werden, was zu einfachen kryptoanalytischen Attacken gegen
den Chiffretext und zur Entschlüsselung
des Nachrichtenverkehrs führt.
Wenn ein Hacker in der Lage ist, den Verschlüsselungscode für ein Paket
zu knacken, kann der Hacker alle Pakete entschlüsseln. Ein weiteres Problem
bei WEP besteht darin, dass es rechenaufwendig ist. Die S-Vektor-Schleife erfordert
256 Schritte (für
einen 256-Byte-Vektor), und für
jedes Paket wird der S-Vektor neu berechnet.
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RC4
inkrementiert den S-Vektor für
jedes Byte in dem Nutzlast-Klartextstrom, wodurch das Verschlüsselungsverfahren RC4
weniger rechenintensiv wird, und zwar zu Lasten der Fähigkeit
zur schnellen Fehlerkorrektur, wenn ein Paket in dem Netz verloren
geht. WEP löst
das Problem, indem ein weniger sicheres Verschlüsselungsverfahren bereitgestellt
wird, welches rechenintensiv ist, sodass der Overhead größer wird
und die Zeit, die zum Verschlüsseln
des Klartextstroms und zum Entschlüsseln des Chiffretextstroms
erforderlich ist, ansteigt.
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Die
gerade beschriebenen Verschlüsselungsverfahren
sind nicht in der Lage, ein Verfahren zum effizienten Verschlüsseln eines
Stroms an Nutzlast-Klartext zur Verfügung zu stellen, das gleichzeitig
dem Bestimmungsort gestattet, die empfangenen Pakete zu entschlüsseln, falls
ein Paket während
der Übertragung
verloren geht.
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Aus
diesen Gründen
besteht ein Bedarf an einem effizienten Paketverschlüsselungsverfahren, durch
welches die zur Verschlüsselung
des Nutzlast-Klartexts und zur Entschlüsselung des Nutzlast-Chiffretextes
erforderliche Zeit nicht erhöht
wird und welches nach dem Verlust eines Paketes oder wenn Pakete
in falscher Reihenfolge ankommen zur Fehlerbehebung in der Lage
ist.
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Bei
Kundarewich, P.D. et al.: "A
CPLD-based RC4 Cracking System",
Electrical and Computer Engineering, 1999, kanadische IEEE-Konferenz,
Edmonton, Alta., Kanada 9.–12.
Mai 1999, Piscataway, NJ, USA, IEEE, US, 9. Mai 1999 (1999-05-09), Seiten 397–402, XP010359792
ISBN: 0-7803-5579-2 ist eine Beschreibung einer bekannten Klartext-Attacke gegen
das standardmäßige RC4
offenbart. An dieser Stelle ist die Gestaltung einer Hardware-Implementierung
des Systems zum Knacken von RC4 beschrieben.
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Lösung
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch
1 zur Verfügung gestellt.
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Das
vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren behebt die
zuvor angeführten
Probleme und stellt einen Fortschritt im Fachgebiet dar, indem es
ein Verfahren bereitstellt, welches den S-Vektor nicht für jedes
Paket neu berechnet, sodass die Zeit reduziert wird, die zum Verschlüsseln des Nutzlast-Klartextes
und zum Entschlüsseln
des Nutzlast-Chiffretextes erforderlich ist. Das vorliegende effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
behebt außerdem
das Problem bei verloren gehenden oder in falscher Reihenfolge ankommenden
Paketen, indem ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, welches die
Paket-Sequenznummer nutzt, um zwei Variablen in dem Verschlüsselungsverfahren
zu initialisieren. Eine dritte und eine vierte Variable werden in
die Berechnung eingeführt,
um die Vorhersagbarkeit der in den Verschlüsselungsberechnungen verwendeten Werte
zu minimieren und um die Häufigkeit,
mit welcher sich der Verschlüsselungsstrom
wiederholt, zu vermindern.
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Das
vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren nutzt das
standardmäßige RC4-Verfahren,
um unter Verwendung eines geheimen Schlüssels einen anfänglichen
S-Vektor zu generieren.
Im Gegensatz zu WEP, welches für
jedes aufeinanderfolgende Paket einen neuen S-Vektor generiert,
wird der S-Vektor einmal zum Verschlüsseln des gesamten Klartextstroms
generiert, sodass die Zeit, die zum Generieren eines neuen S-Vektors
für jedes
aufeinanderfolgende Paket erforderlich ist, wegfällt.
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Variablenberechnung
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Zwei
Variablen, i und j, werden genutzt, um einen Verschlüsselungsstrom
zu erzeugen, der mit jedem Byte des Klartextes in einem Paket exklusiv-ODER-verknüpft wird.
Für aufeinanderfolgende Klartextbytes
in einem Paket werden neue Werte für die Variablen i und j berechnet.
Im Gegensatz zu RC4, wo die Variablen i und j anfänglich auf
Null gesetzt werden und für
nachfolgende Klartextbytes in der Nutzlast inkrementiert werden,
wird, nachdem der anfängliche
S-Vektor generiert ist, für
das erste Paket eine Start-Sequenznummer generiert. Ein erster Teil
der Sequenznummer stellt die Variable j dar, und ein zweiter Teil
der Sequenznummer wird genutzt, um die Variable i zu berechnen.
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Bei
einer Ausführungsform
wird die Variable i durch Exklusiv-ODER-Verknüpfung des zweiten Teils der
Sequenznummer mit dem Wert von S[j] berechnet, wobei S[j] von dem
S-Vektor abgeleitet wird. Das Einführen einer dritten Variablen,
S[j], in die Berechnung des Startwertes der Variablen i beseitigt
die Vorhersagbarkeit der Variablen i, sodass das vorliegende effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
sicherer gegenüber
bekannten Klartext-Attacken wird. Für jedes nachfolgende Paket
werden neue Startwerte für
die Variablen i und j berechnet. Die Verwendung der Sequenznummer
zur Generierung des Verschlüsselungsstroms
liefert ein Verfahren zur Dechiffrierung von Paketen am Bestimmungsort
unabhängig
von der Reihenfolge, in welcher diese empfangen werden. Es bietet
außerdem
ein Verfahren zum Dechiffrieren der aufeinanderfolgenden Pakete,
die empfangen werden, nachdem ein Paket verloren gegangen ist, sodass
die Zeit zum Verschlüsseln, Übertragen
und Dechiffrieren aufeinanderfolgender Pakete an Klartext reduziert
wird.
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Berechnung
aufeinanderfolgender Verschlüsselungs-
und Chiffretext-Bytes
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Wenn
das nächstfolgende
Byte in dem Paket noch nicht verschlüsselt ist, werden die Variablen
i und j für
jedes nachfolgende Byte in dem Paket neu berechnet. Die zweite Variable
i wird neu berechnet als Summe der zweiten Variablen i aus der vorhergehenden
Iteration und einer vierten Variablen k, wobei k die Byte-Sequenznummer
in der Paket-Nutzlast
ist. Am Beginn jedes Paketes wird k zurückgesetzt, und für jedes
nachfolgende Byte an Klartext in dem Paket wird k inkrementiert.
Die vierte Variable k wird bei der Berechnung der zweiten Variablen
i genutzt, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass Teile des gleichen
Verschlüsselungsstroms
in unterschiedlichen Paketen erneut genutzt werden, wenn das vorliegende
effiziente Paketverschlüsselungsverfahren genutzt
wird, um große
Nutzlasten an Klartext zu verschlüsseln. Die erste Variable j
wird neu berechnet als Summe der ersten Variablen j aus der vorhergehenden
Iteration und der dritten und vierten Variablen, S[i] bzw. S[r],
wobei S[i] und S[r] von dem S-Vektor abgeleitet sind.
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Das
Einbringen von S[r] in das Verschlüsselungsverfahren erzeugt einen
Verschlüsselungsstrom,
der sich über
eine lange Sequenz von Paketen nicht wiederholt. Ohne Einbringen
von S[r] würde sich
der Verschlüsselungsstrom
bei 100 Paketen pro Sekunde etwa alle elf Minuten wiederholen. Das
Einbringen von S[r] in die Berechnung erzeugt einen Verschlüsselungsstrom,
der sich alle vierundsechzig Stunden wiederholen würde, sodass
das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren sicherer gemacht
wird.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
wird der S-Vektor während
der Verschlüsselung
jedes aufeinanderfolgenden Paketes permutiert. Bei dieser Ausführungsform
wird, wenn der S-Vektor erstmals berechnet wird, eine Kopie des
S-Vektors gespeichert. Für
jedes nachfolgende Byte an verschlüsseltem Klartext werden die
Werte in dem S-Vektor, auf welche die erste Variable j und die zweite
Variable i zeigen, einer Swapping-Routine unterworfen, d.h. vertauscht.
Durch Vertauschen der Werte in dem S-Vektor für jedes nachfolgende Byte von
Klartext wird der S-Vektor im Zeitverlauf derart permutiert, dass
es weniger wahrscheinlich ist, dass sich der erzeugte Verschlüsselungsstrom
für lange
Klartext-Nutzlasten in einem Paket wiederholt. Wenn alle Bytes an
Klartext in dem Paket verschlüsselt
worden sind, wird der anfängliche
S-Vektor wieder hergestellt, und zwar zur Verwendung bei der Verschlüsselung
oder Entschlüsselung
des nächsten
Paketes.
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Berechnung
des ersten Verschlüsselungs-
und Chiffretext-Bytes
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Das
erste Byte des Verschlüsselungsstroms wird
von dem S-Vektor unter Nutzung der Formel E = S [S[i] + S[j]] abgeleitet.
Die Stelle in dem S-Vektor, auf welche die Summe aus S[i] und S[j]
zeigt, enthält das
nächste
Byte des Verschlüsselungsstroms.
Am Sender wird das nächste
Byte des Verschlüsselungsstroms
genutzt, um das nächste
Byte des Chiffrestroms zu berechnen. Das nächste Byte in dem Verschlüsselungsstrom
wird mit dem nächsten
Klartext-Byte in der Paket-Nutzlast exklusiv-ODER-verknüpft (XOR-verknüft), um
das nächste
Chiffretext-Byte zu erzeugen.
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Am
Empfänger
wird das empfangene nächste
Chiffretext-Byte
durch XOR-Verknüpfung
des nächsten
empfangenen Chiffretext-Bytes mit dem nächsten berechneten Verschlüsselungsbyte
dechiffriert, um das nächste
Klartext-Byte wieder
herzustellen. Der nächste
Schritt in dem vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahren
besteht darin zu bestimmen, ob das letzte Klartext-Byte in der Nutzlast
des ersten Pakets verschlüsselt
worden ist.
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Wenn
alle aufeinanderfolgenden Klartext-Bytes in dem nächsten Paket
verschlüsselt
worden sind, wird die Paket-Sequenznummer
inkrementiert und das Verfahren springt in einer Schleife zurück, um neue
Werte für
die Variablen i und j aus der nächstfolgenden
Paket-Sequenznummer zu berechnen. Der anfänglich erzeugte S-Vektor wird
für alle aufeinanderfolgenden
Pakete genutzt.
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Ein
erster Vorteil des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens
besteht in einer Reduzierung der Verarbeitungszeit pro Paket. Durch
Nutzung des gleichen S-Vektors für
aufeinanderfolgende Pakete wird die Verarbeitungszeit pro Paket
zum Verschlüsseln
des Klartextstroms oder zum Entschlüsseln des Chiffretextstroms
reduziert, wodurch das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren
effizienter als frühere Verschlüsselungsverfahren
wie etwa das zuvor diskutierte WEP-Verfahren wird. Ein zweiter Vorteil
des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens besteht
darin, dass es nicht dem gleichen Angriff ausgesetzt ist, durch
welchen WEP unsicher wird.
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Ein
dritter Vorteil des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens
besteht darin, dass es im Hinblick auf eine einfache Resynchronisation
auf die Pakete bei Auftreten eines Paketverlustes und/oder eines
Paketempfangs in falscher Reihenfolge entworfen ist. Das vorliegende
effiziente Paketverschlüsselungsverfahren
nutzt jede Paket-Sequenznummer, um den Anfangswert der Variablen
i und j zu wählen,
und inkrementiert die Paket-Sequenznummer für aufeinanderfolgende Pakete.
RC4 nutzt keine Paket-Sequenznummern,
und der Empfänger
muss daher die Bytes vom Anfang des Chiffrestroms zählen, ein
Prozess, der zeitaufwendig ist und der bei Verlust eines Paketes
keine Fehlerkorrektur ermöglicht.
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Durch
Nutzung der Sequenznummer zur Initialisierung der Variablen i und
j wird der nächste
Wert von i und j vorhersagbar. Das Einbringen einer dritten Variablen
S[j] bei der Berechnung des Anfangswertes der Variablen i beseitigt
die Vorhersagbarkeit der Bestimmung der Werte der Variablen i und
j, wodurch das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren
sicherer wird. Durch Einbringen von S[r] in die Berechnung wird
ein Verschlüsselungsstrom
generiert, bei welchem sich der Paketverschlüsselungsstrom nicht so häufig wiederholt,
was eine zusätzliche
Sicherheit gegenüber
Hackern bietet. Analog wird die Byte-Sequenznummer k eingebracht,
um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass ein Bruchteil des
Verschlüsselungsstroms
sich irgendwo in einer langen Sequenz von Paketen wiederholt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 stellt
eine Sequenz von Nutzlast-Klartext zur Übertragung über ein Paketvermittlungsnetz dar;
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2 stellt
ein Ablaufdiagramm eines RC4-Verfahrens nach dem Stand der Technik
zum Erzeugen eines standardmäßigen S-Vektors
dar; und
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3 stellt
ein Ablaufdiagramm für
das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren dar.
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Detaillierte Beschreibung
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Das
vorstehend zusammengefasste und durch die aufgezählten Ansprüche definierte effiziente Paketverschlüsselungsverfahren
kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung, welche
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen werden sollte, besser verstanden werden. Mit
dieser detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
wird nicht beabsichtigt, die aufgezählten Ansprüche einzuschränken, sondern sie
soll als ein spezielles Beispiel für diese dienen. Auch die vorliegend
verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dient dem Zwecke der
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform.
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Bei
der Paketvermittlung werden, sowohl drahtgebunden als auch drahtlos,
Pakete von Klartext von einer Quelle zu einem Bestimmungsort durch
das Netz gesendet. Die Pakete werden von Paket-Assemblern/Disassemblern
aus einzelnen Klartextpaketen zusammengefügt und in diese zerlegt. Jedes
Paket weist eine eindeutige Kennung, eine Sequenznummer, auf, und
jedes Paket umfasst drei Grundelemente, einen Header, eine Nutzlast und,
optional, einen Nachspann. Der Header enthält Steuerinformationen wie
etwa die Sequenznummer, Synchronisationsbits, die Adresse des Bestimmungsorts,
die Adresse der Quelle, die Länge
des Paketes und so weiter. Die Nutzlast stellt den Klartext dar,
welcher gesendet wird, und der Nachspann enthält eine Markierung für das Paketende
sowie Fehlererkennungs- und Korrekturbits.
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Paketvermittlung 1:
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Nehmen
wir auf 1 Bezug, so wird zur Übertragung
in einem Paketvermittlungsnetz 100 eine einzelne Nachricht
oder ein Datenstrom 110 in "Pakete" zerlegt. Jedes Paket 112, 114, 116 und 118, jeweils
mit 1 bis 4 markiert, läuft
durch das Netz 100 zu dem Bestimmungsort durch verfügbare Knoten 120, 122, 124, 126, 128 und 130 hindurch
und wird von Knoten zu Knoten in dem Maße übertragen, wie Bandbreite für die Übertragung
verfügbar
wird. An dem Bestimmungsknoten 130 werden die Pakete 112, 114, 116 und 118 wieder
zu der ursprünglichen fortlaufenden
Nachricht oder dem ursprünglichen fortlaufenden
Strom zusammengesetzt. Da die Pakete durch das Netz 100 laufen,
indem sie unterschiedlichen Routen folgen, kommen die Pakte an dem
Bestimmungsort 130 oft in falscher Reihenfolge an. Andere
Pakete können
in dem Netz verloren gehen. Am Bestimmungsort ist zusätzliche
Verarbeitungszeit erforderlich, um eine Übertragung von verlorenen Paketen
anzufordern und um die Pakete wieder zu der ursprünglichen
fortlaufenden Nachricht zusammenzusetzen. In vielen Fällen kann
eine erneute Übertragung
der verlorenen Pakete nicht pünktlich
erfolgen, daher ist das verlorene Paket nicht wieder herstellbar.
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Ein
Hauptmerkmal der Paketvermittlung ist die Art und Weise, in welcher
die Übertragungsleitungen
gemeinsam auf. Grundlage des jeweiligen Bedarfs genutzt werden.
Ein jeweiliges Paket wird übertragen,
sobald die geeignete Verbindung verfügbar ist, und keine Verbindung
wird von einer Quelle belegt, die nichts zu senden hat. Nachdem
der Quellenknoten 120 das erste Paket 112 gesendet
hat, muss er den gleichen Prozess verfolgen, um die restlichen Pakete
zu senden. Jedes Paket kann auf einer unterschiedlichen Route zwischen
dem Quellenknoten 120 und dem Bestimmungsknoten 130 laufen
und jedes Paket weist eine Sequenznummer auf. Die Sequenznummern,
im vorliegenden Beispiel 1–4,
werden am Bestimmungsknoten 130 genutzt, um die Pakete
wieder zu der ursprünglichen
fortlaufenden Nachricht 110 zusammenzusetzen. Beispielsweise läuft das
erste Paket 112 von dem Quellenknoten 120 zu dem
ersten Knoten 122. Das zweite Paket 114 verlässt den
Quellenknoten 120 und läuft
zu dem ersten Knoten 122, während das erste Paket 112 weiter zu
dem Bestimmungsknoten 130 läuft, wobei es an dem Bestimmungsknoten 130 als
erstes und in richtiger Reihenfolge ankommt. Wenn das dritte Paket 116 von
dem ersten Knoten 122 zu dem Bestimmungsknoten 130 läuft, verlässt das
dritte Paket 116 den Quellenknoten 120 und läuft zu dem
dritten Knoten 126. Das letzte Paket 118 läuft von
dem Quellenknoten 120 zu dem ersten Knoten 122,
während
das dritte Paket 116 zu dem Bestimmungsknoten 130 läuft. Da
die Route, über
die das dritte Paket 116 läuft, länger als die Route ist, über die
das letzte Paket 118 läuft,
kann es passieren, dass das letzte Paket 118 und das dritte
Paket 116 an dem Bestimmungsknoten 130 in falscher
Abfolge ankommen.
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Ähnlich kann
es vorkommen, dass, wenn ein anderer Knoten in dem Netz außer der
Reihe ein Paket sendet, das Paket mit einem der Pakete kollidiert, die
von dem Quellenknoten 120 gesendet werden, was dazu führt, dass
ein Paket verloren geht. Somit empfängt der Bestimmungsknoten 130 drei
der vier Pakete. Wenn der Prozessor an dem Bestimmungsknoten 130 die
Pakete wieder zusammensetzt, stellt er fest, dass ein Paket fehlt.
Bei Verwendung der zuvor beschriebenen Verschlüsselungsverfahren RC4 und WEP
wäre der
Bestimmungsknoten 130 nicht in der Lange, Pakete zu entschlüsseln, die
in fehlerhafter Abfolge ankommen, oder etwaige Pakete, die nach
einem verlorenen Paket ankommen.
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Verschlüsselungsmethoden
lassen sich in zwei allgemeine Kategorien einteilen: symmetrische Verschlüsselungssysteme
und asymmetrische Verschlüsselungssysteme.
Bei symmetrischen Verschlüsselungssystemen
wie etwa denjenigen, die dem Datenverschlüsselungsstandard (DES) entsprechen,
wird der gleiche Schlüssel
von dem Urheber zum Verschlüsseln
der Daten (d.h. zum Konvertieren des Klartextes in Chiffretext)
und von dem Empfänger
zum Entschlüsseln
der gleichen Daten (d.h. zum Konvertieren von Chiffretext zurück in Klartext)
genutzt. Das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren ist symmetrisch.
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Erzeugung des S-Vektors 2:
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Das
vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren nutzt das
standardmäßige RC4-Verfahren,
um einen anfänglichen
S-Vektor zu generieren. Bezug nehmend auf 2 einigen
sich der Sender und der Empfänger
auf einen geheimen Schlüssel,
der für
die Ver-/Entschlüsselung
des Klartextes genutzt werden soll, und zwar in Block 210. Der
Sender kann zufallsmäßig einen
geheimen Schlüssel
erzeugen und den geheimen Schlüssel
in dem Header des ersten Paketes an den Empfänger senden, oder die beiden
Vorrichtungen können
sich während
des Verbindungsaufbaus darauf einigen, einen spezifischen Schlüssel zu
nutzen. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird das vorliegende effiziente
Verschlüsselungsverfahren
mit einem 256-Elemente-Vektor beschrieben und dargestellt, obgleich stattdessen
auch Vektoren mit anderer Länge
genutzt werden könnten.
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In
Block 220 wird der geheime Schlüssel nötigenfalls wiederholt, um nacheinander
einen aus 256 Elementen bestehenden K-Vektor mit Bytes des geheimen
Schlüssels
zu füllen.
Der Wert jedes Bytes in dem 256-Elemente-K-Vektor ist kleiner als
256. In Block 230 wird ein 256-Elemente-S-Vektor derart
initialisiert, dass S[i] gleich i für alle i zwischen 0 und 255
ist. Unter Nutzung des standardmäßigen RC4-Verfahrens wird der
anfängliche
S-Vektor in Block 240 unter Verwendung des K-Vektors verwürfelt. Alle
arithmetischen Operationen werden gemäß Modulo 256 ausgeführt.
Schritt
1 Empfange geheimen Schlüssel
und erzeuge K-Vektor unter Nutzung des geheimen Schlüssels.
Initialisiere
einen S-Vektor nach dem standardmäßigen Verschlüsselungsverfahren,
sodass S[i] = i für alle
0 ≤ i < 255.
Verwürfele den
anfänglichen
S-Vektor unter
Verwendung des K-Vektors, wobei
j = 0 für i = 0
bis 255, j = j + S [i] + K[i]Vertausche
S[i] und S[j],
wobei die Werte von S[i], S[j] und K[i] von
dem S-Vektor und dem K-Vektor abgeleitet sind. Nachdem der anfängliche
S-Vektor generiert
ist, werden Variablen zur Verschlüsselung von Klartextpaketen
berechnet.
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Variablenberechnung 3:
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Die
Variablen, die zum Verschlüsseln
des Paket-Klartextes
genutzt werden, sind i und j. Im Gegensatz zu RC4, bei dem i und
j anfangs auf Null gesetzt werden und für nachfolgende Klartext-Bytes
in dem Klartextstrom bei der Verschlüsselungsberechnung inkrementiert
werden, oder dem WEP-Verfahren, für welches RC4 am Beginn jedes
Paketes neu initialisiert wird, nutzt das vorliegende effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
die Sequenznummer, um den Verschlüsselungsprozess für jedes
Paket zu starten. Die anfängliche
Sequenznummer kann eine zufallsgenerierte Sequenznummer sein. Die
Sequenznummer wird inkrementiert und die nächste Sequenznummer wird genutzt,
um ein jeweiliges nächstes
Paket zu verschlüsseln,
Nehmen wir Bezug auf das Ablaufdiagramm in 3, so wird
der Überlaufzähler r anfänglich,
in Block 310, auf Null zurückgesetzt, und die anfängliche
Sequenznummer wird in Block 320 für das erste Paket zufallsgeneriert.
Schritt
2 Setze anfängliche
Sequenznummer (inkrementiere Sequenznummer für nachfolgende Pakete)
Setze
anfänglichen Überlaufzähler r =
0 (inkrementiere r gemäß Modulo
256, wenn Sequenznummer = 0)
Setze Byte-Sequenznummer zurück, k =
0
-
Der
Wert des Überlaufzählers r
wird genutzt, wenn eine Variable j berechnet wird, die zum Generieren
des Verschlüsselungsstroms
genutzt wird. Analog wird, um zwischen den Paketen eine gleiche Verschlüsselungssequenz
zu verhindern, die Byte-Sequenznummer k genutzt, um die Variable
i zu berechnen, die beim Generieren des Verschlüsselungsstroms genutzt wird.
-
Die
Sequenznummer umfasst mindestens zwei Bytes, ein niederwertiges
Byte und ein nächst höherwertiges
Byte. Wenn die Sequenznummer aus mehr als zwei Bytes besteht, wird
der überschüssige höchstwertige
Teil gemäß Modulo
256 als der Überlaufzähler r genutzt.
Die Variable j wird derart initialisiert, dass sie gleich dem höherwertigen
Byte der Sequenznummer in Block 330 ist. Die Variable i
wird in Block 330 als Exklusiv-ODER-Verknüpfung des
niederwertigen der Bytes der Sequenznummer mit S[j] berechnet.
Schritt
3 Setze die Variablen i und j j = höherwertiger
Teil der Sequenznummer i = (niederwertiger
Teil der Sequ.nummer) ⊕ S[j],wobei
S[j] von dem zuvor generierten S-Vektor abgeleitet wird. Das Festsetzten
des Anfangswertes der Variablen i und j unter Nutzung der Sequenznummer bietet
ein Verfahren zum Wiederzusammensetzen oder Synchronisieren der
Entschlüsselung
der Pakete an dem Empfänger
unabhängig
von der Reihenfolge, in welcher die Pakete empfangen werden.
-
Die
Nutzung allein einer Sequenznummer bei der Verschlüsselung
von Klartextpaketen macht den nächsten
Wert der Variablen i und j vorhersagbar, daher ist das Verschlüsselungsverfahren
unsicher. Bei Verwendung einer bekannten Klartext-Attacke ist ein
Angreifer, sobald einmal mehrere Pakete erfolgreich entschlüsselt sind,
in der Lage, Informationen über
Elemente des S-Vektors abzuleiten. Sobald genügend Informationen über die
Elemente des S-Vektors unter Verwendung dieses Angriffs abgeleitet
sind, ist es möglich,
den Rest des S-Vektors zu bestimmen und den Chiffretext zu entschlüsseln. Das Einführen der
Variablen S[j] in die Berechnung des Anfangswertes für die Variable
i in Block 330 vermindert die Vorhersagbarkeit der Variablen
i, da der Wert von S[j] von dem S-Vektor abgeleitet wird, sodass eine
bestimmte bekannte Klartext-Attacke gegen den S-Vektor verhindert
wird. Eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung
des niederwertigen Teils der Sequenznummer mit S[j] stellt sicher,
dass jeglicher Zusammenhang, der aus dem bekannten Klartext-Angriff
gewonnen wird, nicht linear ist. Somit ist das vorliegende effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
sicherer vor bekannten Klartext-Angriffen.
-
Berechnung von Variablen
für aufeinanderfolgende Pakete
-
Um
die Sicherheit des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens
weiter zu erhöhen,
werden in Block 340 die Variablen i und j für jedes
nachfolgende Byte an Klartext unter Nutzung einer zweiten Berechnung
weiter berechnet.
Schritt 4 Berechne Variablen i und j unter
Nutzung von i = i + k j
= j + S [i] + S [r],wobei r der Wert des Überlaufzählers ist und S[i] und S[r]
von dem S-Vektor abgeleitet sind, und wobei k die Byte-Sequenznummer in
dem Paket ist. Wie zuvor erörtert,
wird bei einer Ausführungsform,
wenn das Verschlüsselungsverfahren
initialisiert wird, der Überlaufzähler in
Block 310 auf Null gesetzt. Der Überlaufzähler wird bei dieser Ausführungsform
inkrementiert, wenn die Sequenznummer von lauter Einsen auf Null
inkrementiert wird. Die Sequenznummer kann den Überlaufzähler ersetzen, wenn das Verschlüsselungsverfahren
initialisiert wird, und kann wie zuvor beschrieben inkrementiert
werden, um den Überlaufzähler zu
inkrementieren.
-
Bei
einer Ausführungsform
wird die zweite Variable i neu berechnet als die Summe der zweiten Variablen
i aus der vorhergehenden Iteration plus einer vierten Variablen
k, wobei k die Byte-Sequenznummer der Paket-Nutzlast ist. Am Anfang
jedes Paketes wird k zurückgesetzt,
und für
jedes nachfolgende Byte von Klartext in dem Paket wird k inkrementiert.
Die vierte Variable k wird bei der Berechnung der zweiten Variablen
i genutzt, um die Wahrscheinlichkeit dafür zu reduzieren, dass ein Teil
des Verschlüsselungsstroms
in anderen Paketen erneut verwendet wird, wenn das vorliegende effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
genutzt wird. Die erste Variable j wird neu berechnet als Summe
der ersten Variablen j aus der vorhergehenden Iteration plus der dritten
Variablen S[i] plus der vierten Variablen S[r], wobei S[i] und S[r]
von dem S-Vektor abgeleitet sind. Obgleich die zweite Variable i
für jedes
nachfolgende Klartextbyte in dem Paket lediglich um eins inkrementiert
werden könnte,
würde ein
Teil des Verschlüsselungsstroms,
der für
ein Paket genutzt wird, für
einige andere Pakete erneut verwendet werden, Also verhindert das
Verwenden der Byte-Sequenznummer
k zur Neuberechnung der Variablen i für aufeinanderfolgende Bytes
von Klartext in dem Paket eine Wiederholung für Nutzlasten, die nicht länger als 2256 Bytes sind und bringt somit eine zusätzliche
Sicherheit für
das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren mit sich.
-
Das
Einbringen von S[r] in die Verschlüsselungsberechnung in Block 340 und
das Inkrementieren des Wertes von r in Block 320, wie für aufeinanderfolgende
Pakete notwendig, vermindert die Häufigkeit, mit welcher sich
der Verschlüsselungsstrom wiederholt.
Ohne die Nutzung von S[r] bei der Berechnung aufeinanderfolgender
Variablen j würde
ein Verschlüsseln
von 100 Paketen pro Sekunde bewirken, dass sich der Verschlüsselungsstrom
alle elf Minuten wiederholt, was eine Entschlüsselung durch einen Hacker
erleichtert. Durch das Einbringen von S[r] in die Berechnung der
Variablen j für
jedes Byte in dem Paket und gegebenenfalls das Inkrementieren von
r für jedes
nächste
Paket wiederholt sich der Verschlüsselungsstrom etwa alle vierundsechzig
Stunden. Somit bietet das Einbringen der zusätzlichen Variablen r des Überlaufzählers in
das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren zusätzliche Sicherheit
gegenüber
Hackern.
-
Obgleich
die Berechnung der Variablen i und j unter Verwendung einer Variablen
r von einem Überlaufzähler oder
der Sequenznummer direkt beschrieben worden ist, könnten stattdessen
andere Verfahren zum Setzen des r-Wertes genutzt werden. Andere
bekannte Verfahren zum Erzeugen eines r-Wertes beinhalten das zufällige Auswählen eines Startwertes
für r und
das Verteilen des r-Wertes als Teil des Headers, oder der Wert für r könnte aus
einem anderen Protokoll als RTP abgeleitet werden. Ähnlich könnten alternative
Verfahren zum Aktualisieren des Zählers genutzt werden, anstatt
den Zähler
zu inkrementieren, wenn die Sequenznummer von einer Reihe aus lauter
Einsen zu einer Reihe aus lauter Nullen weitergesetzt wird. Unter
Verwendung der in Block 340 generierten Variablen i und
j wird in Block 350 ein Verschlüsselungsbyte berechnet.
-
Berechnung
des ersten Verschlüsselungs-
und Chiffretext-Bytes
-
Das
erste Byte des Verschlüsselungsstroms wird
in Block 350 unter Nutzung der im vorangegangenen Schritt
4 berechneten Werte für
die Variablen i und j berechnet.
Schritt 5 Berechne nächstes Byte
in dem Paketverschlüsselungsstrom
unter Verwendung von E[k] = S[S[i] + S[j]],wobei
der Binärwert
von S[i] und S[j] aus dem S-Vektor abgeleitet wird. Die Stelle in
dem S-Vektor, auf den die Summe aus S[i] und S[j] zeigt, enthält das nächste Byte
des Verschlüsselungsstroms.
Unter Nutzung des nächsten
Bytes des Verschlüsselungsstroms
wird in Block 360 das nächste
Byte des Chiffrestroms berechnet.
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Bei
einer optionalen Ausführungsform
wird während
der Verschlüsselung
eines jeweils nachfolgenden Paketes der S-Vektor permutiert, oder
verwürfelt,
und zwar in Block 380. Bei dieser Ausführungsform wird vor dem Verschlüsseln des
ersten Klartextbytes in dem Paket eine Kopie des S-Vektors gespeichert.
Für jedes
darauf folgende Byte an Klartext wird der Wert in dem S-Vektor,
auf den die erste Variable j und die zweite Variable i zeigt, ausgetauscht.
Durch Vertauschen der Werte in dem S-Vektor für jedes aufeinanderfolgende
Byte an Klartext wird der S-Vektor im Laufe der Zeit permutiert,
sodass es weniger wahrscheinlich wird, dass sich der Verschlüsselungsstrom,
der für
lange Klartext-Nutzlasten generiert wird, in einem Paket wiederholt. Wenn
alle Bytes an Klartext in dem Paket verschlüsselt worden sind, wird der
ursprüngliche
S-Vektor wieder hergestellt, und zwar zur Verwendung bei der Verschlüsselung
oder Entschlüsselung
des nächsten Paketes.
-
Sowohl
der Sender als auch der Empfänger folgen
den Schritten 1 bis 5, um den gleichen Verschlüsselungsstrom zu generieren.
An dem Sender wird der Verschlüsselungsstrom
genutzt, um einen Chiffretextstrom zu erzeugen. An dem Empfänger wird
der Strom von Chiffretext empfangen und der Verschlüsselungsstrom
wird genutzt, um den Chiffretext zu dechiffrieren, um den Klartext
wiederzugewinnen.
Schritt 6 Sender: Berechne nächstes Byte
des Chiffretextstroms unter Verwendung von C[k] = E ⊕ P[k], wobei
P[k] = k-tes Byte des Klartextes ist.
Empfänger: Berechne nächstes Byte
des Klartextstroms unter Verwendung von P[k]
= E ⊕ C[k],wobei
P[k] das nächste
Byte des Klartextes in der Paket-Nutzlast
ist. In Schritt 6 wird an dem Sender das nächste Byte in dem Verschlüsselungsstrom
mit dem nächsten
Klartext-Byte in
der Paket-Nutzlast XOR-verknüpft,
um ein nächstes
Chiffretext-Byte zu erzeugen.
Schritt 7 Inkrementiere Bytesequenz
k = k + 1 Nachdem das nächste
Byte an Klartext in Block 360 in Chiffretext umgesetzt
worden ist, wird in Block 390 die Bytesequenz k um eins
inkrementiert. Der nächste
Schritt in dem vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahren
besteht darin, in Entscheidungsblock 370 festzustellen,
ob das letzte Klartextbyte in der Nutzlast des ersten Pakets verschlüsselt worden
ist. Wenn das nächste
Byte des Klartextes in der Paket-Nutzlast noch nicht verschlüsselt ist,
wiederholt das Verfahren die Schritte 3 bis 6 für jedes aufeinanderfolgende
Byte der Nutzlast. Wenn alle Bytes in dem Nutzlast-Klartextstrom
verschlüsselt/entschlüsselt sind,
kehrt das Verfahren zu Schritt 2 zurück, für das nächste Paket.
-
Der
in den Blöcken 230 und 240 erzeugte S-Vektor
wird genutzt, um alle Variablen in den Blöcken 330 bis 350 für jede Klartext-Nutzlast,
die gesendet werden soll, zu berechnen. Im Gegensatz zu WEP, bei
dem der S-Vektor für
jedes Paket neu berechnet wird, wird bei dem vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahren
der S-Vektor für den
vorhandenen Strom an Nutzlast-Klartext nicht reinitialisiert, er
kann wieder hergestellt werden, wenn das optionale Vertauschen von
S-Vektor-Elementen realisiert wird. Der S-Vektor wird erst neu berechnet, wenn
der Sender bereit ist, einen neuen Strom an Nutzlast-Klartext zu
senden.
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Die
Verwendung des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens
bietet einen erhöhten
Grad an Sicherheit, während
die Rechenzeit zum erfolgreichen Übertragen eines vollständigen Stromes
an Nutzlast-Klartext reduziert wird. Durch Wegfall der Neuberechnung
eines S-Vektors für
jedes Paket fallen die Rechenschritte zum Generieren eines neuen
S-Vektors für
jedes Paket weg.
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Bei
Verwendung des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens
wird keine Sicherheit geopfert, um Zeit zu sparen. Stattdessen wird
durch Einführen
einer zusätzlichen
Variablen in die Berechnung der Variablen i die Sicherheit erhöht. Gleichfalls
wird durch Integration des Zählers,
der zur Berechnung der Variablen j verwendet wird, die Sicherheit
des vorliegenden effizienten Paketverschlüsselungsverfahrens weiter erhöht, indem
ein Verschlüsselungsstrom
generiert wird, der sich weniger häufig wiederholt.
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Was
alternative Ausführungsformen
betrifft, so werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass das
vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren unter Verwendung
einer Reihe von Verfahren zum Generieren der anfänglichen Sequenznummer und
des Anfangswertes für
die Variable r ausgeführt
werden kann. Obgleich das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren
mit dem Generieren einer ersten zufälligen Sequenznummer und dem
Setzten des Überlaufzählers r
auf Null beschrieben und dargestellt worden ist, können alternative Verfahren
genutzt werden. Ähnlich
können,
obgleich das vorliegende effiziente Paketverschlüsselungsverfahren mit einem
256-Elemente-Vektor dargestellt und beschrieben worden ist, Fachleute
auf dem Gebiet erkennen, dass stattdessen ein Vektor mit einer anderen
Anzahl an Elementen genutzt werden kann.
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Es
ist offensichtlich, dass vorliegend ein effizientes Paketverschlüsselungsverfahren
beschrieben worden ist, welches vollständig den zuvor angegebenen
Aufgaben, Zielen und Vorteilen gerecht wird. Obgleich das effiziente
Paketverschlüsselungsverfahren
in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen desselben beschrieben
worden ist, ist es offensichtlich, dass von Fachleuten auf dem Gebiet
anhand der vorstehenden Beschreibung viele Alternativen, Modifikationen
und/oder Varianten ins Auge gefasst werden können. Dementsprechend ist mit
der Beschreibung beabsichtigt, alle diese Alternativen, Modifikationen
und Varianten, sofern sie in den Schutzumfang der anhängenden
Ansprüche
fallen, zu umschließen.