Skipjack Implementierung

[Sierra]

Hi!
Ich schreibe zur Zeit an einem Verschlüsselungsprogramm und stehe nun vor dem Problem, Skipjack zu implementieren.
Ich weiß nicht genau, wo ich anfangen soll und wie der Algorithmus aufgebaut ist.
Ich wäre sehr dankbar, wenn ihr mir helfen könntet.

Vielen Dank.

[St.Pauli]

Zitat von Sierra:

Ich schreibe zur Zeit an einem Verschlüsselungsprogramm und stehe nun vor dem Problem, Skipjack zu implementieren.

Wieso Skipjack?

Zitat von Sierra:

und wie der Algorithmus aufgebaut ist.

Hier der Link zu den Skipjack-Spezifikationen. Zusätzlich habe ich noch diesen Quelltext in C gefunden. Bei Google einfach mal nach Skipjack implementation suchen...

Code:

typedef unsigned char  byte;
typedef unsigned int  word32;

/**
 * The F-table byte permutation (see description of the G-box permutation)
 */
static const byte fTable[256] = { 
  0xa3,0xd7,0x09,0x83,0xf8,0x48,0xf6,0xf4,0xb3,0x21,0x15,0x78,0x99,0xb1,0xaf,0xf9,
  0xe7,0x2d,0x4d,0x8a,0xce,0x4c,0xca,0x2e,0x52,0x95,0xd9,0x1e,0x4e,0x38,0x44,0x28,
  0x0a,0xdf,0x02,0xa0,0x17,0xf1,0x60,0x68,0x12,0xb7,0x7a,0xc3,0xe9,0xfa,0x3d,0x53,
  0x96,0x84,0x6b,0xba,0xf2,0x63,0x9a,0x19,0x7c,0xae,0xe5,0xf5,0xf7,0x16,0x6a,0xa2,
  0x39,0xb6,0x7b,0x0f,0xc1,0x93,0x81,0x1b,0xee,0xb4,0x1a,0xea,0xd0,0x91,0x2f,0xb8,
  0x55,0xb9,0xda,0x85,0x3f,0x41,0xbf,0xe0,0x5a,0x58,0x80,0x5f,0x66,0x0b,0xd8,0x90,
  0x35,0xd5,0xc0,0xa7,0x33,0x06,0x65,0x69,0x45,0x00,0x94,0x56,0x6d,0x98,0x9b,0x76,
  0x97,0xfc,0xb2,0xc2,0xb0,0xfe,0xdb,0x20,0xe1,0xeb,0xd6,0xe4,0xdd,0x47,0x4a,0x1d,
  0x42,0xed,0x9e,0x6e,0x49,0x3c,0xcd,0x43,0x27,0xd2,0x07,0xd4,0xde,0xc7,0x67,0x18,
  0x89,0xcb,0x30,0x1f,0x8d,0xc6,0x8f,0xaa,0xc8,0x74,0xdc,0xc9,0x5d,0x5c,0x31,0xa4,
  0x70,0x88,0x61,0x2c,0x9f,0x0d,0x2b,0x87,0x50,0x82,0x54,0x64,0x26,0x7d,0x03,0x40,
  0x34,0x4b,0x1c,0x73,0xd1,0xc4,0xfd,0x3b,0xcc,0xfb,0x7f,0xab,0xe6,0x3e,0x5b,0xa5,
  0xad,0x04,0x23,0x9c,0x14,0x51,0x22,0xf0,0x29,0x79,0x71,0x7e,0xff,0x8c,0x0e,0xe2,
  0x0c,0xef,0xbc,0x72,0x75,0x6f,0x37,0xa1,0xec,0xd3,0x8e,0x62,0x8b,0x86,0x10,0xe8,
  0x08,0x77,0x11,0xbe,0x92,0x4f,0x24,0xc5,0x32,0x36,0x9d,0xcf,0xf3,0xa6,0xbb,0xac,
  0x5e,0x6c,0xa9,0x13,0x57,0x25,0xb5,0xe3,0xbd,0xa8,0x3a,0x01,0x05,0x59,0x2a,0x46
};

/**
 * The key-dependent permutation G on V^16 is a four-round Feistel network.
 * The round function is a fixed byte-substitution table (permutation on V^8),
 * the F-table.  Each round of G incorporates a single byte from the key.
 */
#define g(tab, w, i, j, k, l) \
{ \
  w ^= (word32)tab[i][w & 0xff] << 8; \
  w ^= (word32)tab[j][w >>   8]; \
  w ^= (word32)tab[k][w & 0xff] << 8; \
  w ^= (word32)tab[l][w >>   8]; \
}

#define g0(tab, w) g(tab, w, 0, 1, 2, 3)
#define g1(tab, w) g(tab, w, 4, 5, 6, 7)
#define g2(tab, w) g(tab, w, 8, 9, 0, 1)
#define g3(tab, w) g(tab, w, 2, 3, 4, 5)
#define g4(tab, w) g(tab, w, 6, 7, 8, 9)

/**
 * The inverse of the G permutation.
 */
#define h(tab, w, i, j, k, l) \
{ \
  w ^= (word32)tab[l][w >>   8]; \
  w ^= (word32)tab[k][w & 0xff] << 8; \
  w ^= (word32)tab[j][w >>   8]; \
  w ^= (word32)tab[i][w & 0xff] << 8; \
}

#define h0(tab, w) h(tab, w, 0, 1, 2, 3)
#define h1(tab, w) h(tab, w, 4, 5, 6, 7)
#define h2(tab, w) h(tab, w, 8, 9, 0, 1)
#define h3(tab, w) h(tab, w, 2, 3, 4, 5)
#define h4(tab, w) h(tab, w, 6, 7, 8, 9)

/**
 * Preprocess a user key into a table to save an XOR at each F-table access.
 */
void makeKey(byte key[10], byte tab[10][256]) {
  /* tab[i][c] = fTable[c ^ key[i]] */
  int i;
  for (i = 0; i < 10; i++) {
    byte *t = tab[i], k = key[i];
    int c;
    for (c = 0; c < 256; c++) {
      t[c] = fTable[c ^ k];
    }
  }
}

/**
 * Encrypt a single block of data.
 */
void skip_encrypt(byte tab[10][256], byte in[8], byte out[8]) {
  word32 w1, w2, w3, w4;

  w1 = (in[0] << 8) + in[1];
  w2 = (in[2] << 8) + in[3];
  w3 = (in[4] << 8) + in[5];
  w4 = (in[6] << 8) + in[7];

  /* stepping rule A: */
  g0(tab, w1); w4 ^= w1 ^ 1;
  g1(tab, w4); w3 ^= w4 ^ 2;
  g2(tab, w3); w2 ^= w3 ^ 3;
  g3(tab, w2); w1 ^= w2 ^ 4;
  g4(tab, w1); w4 ^= w1 ^ 5;
  g0(tab, w4); w3 ^= w4 ^ 6;
  g1(tab, w3); w2 ^= w3 ^ 7;
  g2(tab, w2); w1 ^= w2 ^ 8;

  /* stepping rule B: */
  w2 ^= w1 ^  9; g3(tab, w1);
  w1 ^= w4 ^ 10; g4(tab, w4);
  w4 ^= w3 ^ 11; g0(tab, w3);
  w3 ^= w2 ^ 12; g1(tab, w2);
  w2 ^= w1 ^ 13; g2(tab, w1);
  w1 ^= w4 ^ 14; g3(tab, w4);
  w4 ^= w3 ^ 15; g4(tab, w3);
  w3 ^= w2 ^ 16; g0(tab, w2);

  /* stepping rule A: */
  g1(tab, w1); w4 ^= w1 ^ 17;
  g2(tab, w4); w3 ^= w4 ^ 18;
  g3(tab, w3); w2 ^= w3 ^ 19;
  g4(tab, w2); w1 ^= w2 ^ 20;
  g0(tab, w1); w4 ^= w1 ^ 21;
  g1(tab, w4); w3 ^= w4 ^ 22;
  g2(tab, w3); w2 ^= w3 ^ 23;
  g3(tab, w2); w1 ^= w2 ^ 24;

  /* stepping rule B: */
  w2 ^= w1 ^ 25; g4(tab, w1);
  w1 ^= w4 ^ 26; g0(tab, w4);
  w4 ^= w3 ^ 27; g1(tab, w3);
  w3 ^= w2 ^ 28; g2(tab, w2);
  w2 ^= w1 ^ 29; g3(tab, w1);
  w1 ^= w4 ^ 30; g4(tab, w4);
  w4 ^= w3 ^ 31; g0(tab, w3);
  w3 ^= w2 ^ 32; g1(tab, w2);

  out[0] = (byte)(w1 >> 8); out[1] = (byte)w1;
  out[2] = (byte)(w2 >> 8); out[3] = (byte)w2;
  out[4] = (byte)(w3 >> 8); out[5] = (byte)w3;
  out[6] = (byte)(w4 >> 8); out[7] = (byte)w4;

}

/**
 * Decrypt a single block of data.
 */
void skip_decrypt(byte tab[10][256], byte in[8], byte out[8]) {
  word32 w1, w2, w3, w4;

  w1 = (in[0] << 8) + in[1];
  w2 = (in[2] << 8) + in[3];
  w3 = (in[4] << 8) + in[5];
  w4 = (in[6] << 8) + in[7];

  /* stepping rule A: */
  h1(tab, w2); w3 ^= w2 ^ 32;
  h0(tab, w3); w4 ^= w3 ^ 31;
  h4(tab, w4); w1 ^= w4 ^ 30;
  h3(tab, w1); w2 ^= w1 ^ 29;
  h2(tab, w2); w3 ^= w2 ^ 28;
  h1(tab, w3); w4 ^= w3 ^ 27;
  h0(tab, w4); w1 ^= w4 ^ 26;
  h4(tab, w1); w2 ^= w1 ^ 25;

  /* stepping rule B: */
  w1 ^= w2 ^ 24; h3(tab, w2);
  w2 ^= w3 ^ 23; h2(tab, w3);
  w3 ^= w4 ^ 22; h1(tab, w4);
  w4 ^= w1 ^ 21; h0(tab, w1);
  w1 ^= w2 ^ 20; h4(tab, w2);
  w2 ^= w3 ^ 19; h3(tab, w3);
  w3 ^= w4 ^ 18; h2(tab, w4);
  w4 ^= w1 ^ 17; h1(tab, w1);

  /* stepping rule A: */
  h0(tab, w2); w3 ^= w2 ^ 16;
  h4(tab, w3); w4 ^= w3 ^ 15;
  h3(tab, w4); w1 ^= w4 ^ 14;
  h2(tab, w1); w2 ^= w1 ^ 13;
  h1(tab, w2); w3 ^= w2 ^ 12;
  h0(tab, w3); w4 ^= w3 ^ 11;
  h4(tab, w4); w1 ^= w4 ^ 10;
  h3(tab, w1); w2 ^= w1 ^  9;

  /* stepping rule B: */
  w1 ^= w2 ^ 8; h2(tab, w2);
  w2 ^= w3 ^ 7; h1(tab, w3);
  w3 ^= w4 ^ 6; h0(tab, w4);
  w4 ^= w1 ^ 5; h4(tab, w1);
  w1 ^= w2 ^ 4; h3(tab, w2);
  w2 ^= w3 ^ 3; h2(tab, w3);
  w3 ^= w4 ^ 2; h1(tab, w4);
  w4 ^= w1 ^ 1; h0(tab, w1);

  out[0] = (byte)(w1 >> 8); out[1] = (byte)w1;
  out[2] = (byte)(w2 >> 8); out[3] = (byte)w2;
  out[4] = (byte)(w3 >> 8); out[5] = (byte)w3;
  out[6] = (byte)(w4 >> 8); out[7] = (byte)w4;

}

[Sierra]

Zitat von St.Pauli:

Wieso Skipjack?

Warum nicht Skipjack?
Nein, mal im Ernst.
Ich möchte nunmal möglichst viele Algorithmen in diesem Programm unterbringen.
Achja und danke für den Code.

So, nun muss ich das nur noch übersetzen.
Wer könnte mir dabei ein wenig helfen?
Vielen Dank.

[St.Pauli]

Zitat von Sierra:

So, nun muss ich das nur noch übersetzen.
Wer könnte mir dabei ein wenig helfen?
Vielen Dank.

Ich möchte dir jetzt nicht zu nahe treten, aber bist du dir sicher, dass du so ein Projekt starten willst? Der obige Code ist schon ziemlich einfach und ich denke es werdennoch viel kompliziertere Algorithmen auf dich zukommen.

[Matze]

Das findest du auch im DEC. Also bevor du das alles zu implementieren versuchst, wobei der Großteil von anderen übersetzt werden soll und sich nur unnötig Fehler einschleichen können, die alles unsicher machen, nimm doch das DEC, dass kann momentan diese Algorithmen:

Zitat:

Hashes

MD2, MD4, MD5, SHA1, SHA256, SHA384, SHA512, Sapphire, Panama, Tiger, RipeMD128, RipeMD160, RipeMD256, RipeMD320, Haval128, Haval160, Haval192, Haval224, Haval256, Whirlpool, Whirlpool1, Square, Snefru128, Snefru256


Ciphers

Blowfish, Twofish, IDEA, Cast256, Mars, RC2, RC4, RC5, RC6, Rijndael, Square, SCOP, Sapphire, DES, 3Way, Cast128, Gost, Misty, NewDES, Q128, SAFER, Shark, Skipjack, TEA, TEAN

Zu finden ist das DEC beispielsweise auf Michaels Webseite.

[negaH]

Zitat:

Nein, mal im Ernst.
Ich möchte nunmal möglichst viele Algorithmen in diesem Programm unterbringen.

Meinst du wirklich "Program" oder "Bibliothek". Im ersten Falle sage ich dir das dein Vorhaben "unseriös" ist, da man sich normalerweise nur auf zwei bis drei anerkannte Verfahren konzentirert. Im zweiten Falle sind nicht die Algorithmen ansich das Ziel sondern die Integration all dieser Algorithmen in einen einheitlichen Überbau. Da steckt die Intelligenz der Arbeit des Programmierers drinnen, denn das Ziel ist es nun alle verschiedenen Algorithmen mit ihren sehr unterschiedlichen Anforderungen so unter einem Hut zu vereinen das sie austauschbar werden. Eine Bibliothek soll es also ermöglichen sehr schnell und ohne Änderungen in einem Program von einem Algo. zu einem anderen zu wechseln. Das erfolgt meistens nur hardcoded und nicht dynamisch per GUI durch den Anwender. Das wäre unseriös da du damit dem Anwender, der noch weniger Ahnung von der Kryptographie hat als du, diese Verantwortung aufs Auge drückst. Deshalb ist es unseriös, weil du damit zeigst das du selber garnicht in der Lage bist zu differenzieren. Das zeigt auch die Auswahl von Skipjack. Ich würde niemals diesen Algo. in igrendeinem Program von mir benutzen. Das liegt an folgenden Punkten

1.) nicht ausreichend kryptoanalysiert
2.) ein Algo. eines Geheimdienstes, suggeriert also auch Backdoors
3.) ineffizient im Vergleich zu den vielen anderen freien und anerkannten Algos.
4.) geringere Sicherheit als diese anderen Algos.

In eine Bibliothek wiederum gehört Skipjack rein, einfach weil er existiert. Denn der Programmierer einer Bibliothek kann nicht im vorhinein wissen welche Anforderungen an seine Bibliothek durch die Benutzer gestellt werden. Es ist also eine Frage der Universalität und Kompatibilität wenn man solch einen Algo. in einer Bibliothek vorfindet. Es hat also rein garnichts mit einer Bewertung der Qualität vom Skipjack zu tuen wenn er in einer Bibliothek drinnen ist. Das steht absolut im Gegensatz zu einer Anwendung/Program. Als Bibliotheks-Entwickler darf man sich kein Urteil erlauben was gute oder schlechte Algos. sind, aber als Anwendungs-Entwickler muß man sich ein kompetentes und fundiertes Urteil bilden.

Gruß Hagen