Effet avalanche
L'effet d'avalanche ("effet de glissement de terrain") est une propriété des algorithmes de chiffrement par blocs et des fonctions de hachage cryptographique. Il est souvent souhaité en cryptographie. L'effet dit, qu'une grande partie de la sortie doit changer, même si l'entrée ne change que peu. Dans les bons chiffres par blocs, cela signifie : Une petite modification de la clé ou du texte en clair doit entraîner une forte modification du texte chiffré.
Cela signifie que de petits changements peuvent se propager rapidement, lorsque l'algorithme utilise des itérations. Ainsi, chaque bit de la sortie dépend de chaque bit de l'entrée.
Le terme "effet d'avalanche" a été utilisé pour la première fois par Horst Feistel (Feistel 1973). Plus tard, le concept a été identifié par la propriété de confusion de Shannon.
Si un chiffrement par blocs ou une fonction de hachage cryptographique ne satisfait pas l'effet d'avalanche de manière significative, alors il a une mauvaise randomisation. Ainsi, un cryptanalyste peut faire des prévisions sur l'entrée, si on lui donne seulement la sortie. Cela peut être suffisant pour casser (craquer) partiellement ou complètement l'algorithme.
C'est l'un des principaux objectifs de la conception lorsque les gens créent une fonction de chiffrement ou de hachage cryptographique forte. Ils essaient d'y intégrer un bon effet d'avalanche. Mathématiquement, cela utilise l'effet papillon. C'est pourquoi la plupart des chiffres en bloc sont des chiffres de produits. C'est également la raison pour laquelle les fonctions de hachage ont de grands blocs de données.
La fonction de hachage SHA1 a un bon effet d'avalanche. Lorsqu'un seul bit est modifié, la somme de hachage devient complètement différente.
Nom
L'origine du nom sont les glissements de terrain. Un petit rocher peut tomber, accompagner un peu de neige et provoquer un glissement de terrain destructeur. Le rocher est petit, mais peut causer beaucoup de destruction. C'est la même chose que ce que font ces effets. Une petite modification de l'entrée (la roche) devrait changer la sortie (le paysage).
Critère strict d'avalanche
Le critère strict d'avalanche (SAC ; un "critère fort de glissement de terrain") est une propriété des fonctions booléennes. Il est important pour la cryptographie. Il est satisfait si tous les bits de sortie changent avec une probabilité de 50 %, si un seul bit d'entrée est modifié.
Le SAC a été construit sur les concepts de complétude de l'évolution et d'avalanche. Il a été introduit par Webster et Tavares en 1985. Aujourd'hui, il est indispensable à tout système cryptographique moderne. Il a par exemple été satisfait par tous les finalistes du concours AES.
Critère d'indépendance des bits
Le critère d'indépendance du bit (BIC ; un critère indépendant du bit) est un critère. Il va : Lorsqu'un seul bit d'entrée est modifié (inversé), deux bits de sortie doivent changer indépendamment l'un de l'autre. Cela s'applique à tous les bits.
Il ne serait par exemple pas satisfait si un seul bit de sortie change, alors que l'autre bit de sortie change également. Ils pourraient seulement changer, parce que le bit d'entrée a changé. Dans le cas contraire, les bits de sortie dépendraient les uns des autres.
Pages connexes
- Confusion et diffusion
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que l'effet d'avalanche ?
R : L'effet d'avalanche (également connu sous le nom d'"effet de glissement de terrain") est une propriété des chiffrements par blocs et des algorithmes de fonction de hachage cryptographique qui stipule qu'une petite modification de la clé ou du texte en clair doit entraîner une forte modification du texte chiffré.
Q : Qui a été le premier à utiliser le terme "effet d'avalanche" ?
R : Le terme "effet d'avalanche" a été utilisé pour la première fois par Horst Feistel en 1973.
Q : Quel est le lien avec la propriété de confusion de Shannon ?
R : Le concept de l'effet d'avalanche a été identifié par la propriété de confusion de Shannon, qui stipule que si un chiffrement par blocs ou une fonction de hachage cryptographique ne satisfait pas ce degré de manière significative, alors il présente une mauvaise randomisation et peut être partiellement ou complètement cassé (cracké).
Q : Quels sont les objectifs de conception lors de la création de chiffrements forts ?
R : Lorsque les gens créent des chiffrements forts, ils essaient d'y intégrer un bon effet d'avalanche en utilisant des principes mathématiques tels que l'effet papillon. C'est pourquoi la plupart des chiffrements par blocs sont des chiffrements par produit et pourquoi les fonctions de hachage ont de grands blocs de données.
Q : Que se passe-t-il si un algorithme ne satisfait pas à l'effet d'avalanche ?
R : Si un algorithme ne satisfait pas l'effet d'avalanche à un degré significatif, il présente alors une mauvaise randomisation et peut être partiellement ou complètement cassé (craqué) par des cryptanalystes qui peuvent faire des prévisions sur l'entrée en se basant uniquement sur la sortie donnée.
Q : Pourquoi la plupart des chiffrements par blocs utilisent-ils des chiffrements par produit ?
R : La plupart des chiffrement par blocs utilisent des chiffrement par produit car ils permettent d'intégrer de bons effets d'avalance en utilisant des principes mathématiques tels que l'effet papillon.
Q : Pourquoi les fonctions de hachage ont-elles de grands blocs de données ?
R : Les fonctions de hachage ont de grands blocs de données parce que cela permet d'obtenir de bons effets d'avalance en utilisant des principes mathématiques tels que l'effet papillon.
