Warum ist die XOR in der Kryptographie verwendet?

Es ist nicht genau wahr, zu sagen, daß die logische operation XOR ist der einzige, der durchgängig in allen Kryptographie, aber es ist die einzige zwei-Wege-Verschlüsselung, wo es ausschließlich verwendet wird.

Hier ist das erklärt:

Vorstellen, Sie haben eine Reihe von binären Ziffern 10101
und Sie XOR der Zeichenkette 10111 mit Ihr erhalten Sie 00010

nun Ihre original-string kodiert ist und die zweite Zeichenfolge wird Ihr Schlüssel
wenn Sie XOR Ihren Schlüssel mit Ihrem kodierten string bekommen Sie Ihre original-string zurück.

XOR können Sie ganz einfach verschlüsseln und entschlüsseln einer Zeichenkette, die einer anderen Logik-Operationen nicht.

Wenn Sie eine längere Zeichenfolge können Sie Ihren Schlüssel bis zu seiner lang genug
zum Beispiel, wenn Ihr string war 1010010011 dann würden Sie einfach schreiben Sie Ihre-Taste zweimal, und es würde 1011110111 - und XOR mit dem neuen string

Hier ein wikipedia-link auf die XOR-Verschlüsselung.

Hauptgrund ist, dass, wenn eine zufällige variable mit unbekannter Verteilung R1 ist XORed mit einer zufälligen variable R2 mit dem gleichmäßigen Verteilung das Ergebnis ist eine Zufallsvariable mit uniformer Verteilung, so dass im Grunde Sie können randomize einer verzerrten input-leicht ist nicht möglich, mit anderen binären Operatoren.

Ich denke, da XOR umkehrbar ist. Wenn Sie möchten, erstellen Sie hash-Werte, dann werden Sie wollen vermeiden, XOR.

XOR wirkt wie ein Schalter, wo man umdrehen können spezifische bits auf und ab. Wenn Sie auf "scramble" eine Zahl (ein Muster von bits), Sie XOR mit einer Zahl. Wenn Sie die verschlüsselten Zahl und XOR es wieder mit der gleichen Nummer, die Sie Ihre ursprüngliche Nummer zurück.

210 XOR 145 gives you  67  <-- Your "scrambled" result
 67 XOR 145 gives you 210  <-- ...and back to your original number

Wenn Sie "scramble" eine Nummer (oder text oder ein Muster von bits) mit XOR, haben Sie die Grundlage der viel von Kryptographie.

Für die symmetrische Kryptographie, die nur echte Entscheidungen Operationen, mischen Sie bits mit der Ziffer-und nicht zu verlängern sind Operationen add with carry, hinzufügen ohne tragen (XOR) und vergleichen (XNOR). Jede andere operation entweder verliert bits erweitert, oder steht nicht auf CPUs.

Betrachten wir die drei gemeinsamen bitweise logische Operatoren

Sagen wir, wir können wählen Sie eine Zahl (nennen wir es mal die Maske) und kombinieren Sie es mit einem unbekannten Wert

• UND ist über einige zwingen bits auf null (solche, die auf null gesetzt werden, in der Maske)
• ODER zu zwingen, einige bits, um die eine (die, die eingestellt sind, um eine in der Maske)

XOR ist eher subtil, Sie können nicht wissen, für sicher, dass der Wert von jedem bit des Ergebnisses, was die Maske, die Sie wählen. Aber wenn Sie Ihre Maske zwei mal Sie wieder Ihren ursprünglichen Wert.

In anderen Worten, der Zweck von UND und ODER ist, entfernen Sie einige Informationen, und das ist definitiv nicht das, was Sie wollen, in der kryptografischen algorithmen (symmetrische oder asymmetrische Verschlüsselung oder digitale Signatur). Wenn Sie verlieren Informationen, die Sie nicht in der Lage, es wieder zu bekommen (entschlüsseln) oder der Unterschrift dulden würde, dass einige wenige Veränderungen in der Nachricht, damit es den Zweck zu besiegen.

Alles, was gesagt, das gilt für kryptographische algorithmen, die nicht Ihrer Implementierungen. Die meisten Implementierungen von kryptographischen algorithmen nutzen auch viele Unds, in der Regel zu extrahieren einzelner bytes von 32 oder 64 internen Register.

Sie erhalten in der Regel code, wie (dies ist eine fast zufällige extrahieren von aes_core.c)

rk[ 6] = rk[ 0] ^
 (Te2[(temp >> 16) & 0xff] & 0xff000000) ^
 (Te3[(temp >>  8) & 0xff] & 0x00ff0000) ^
 (Te0[(temp      ) & 0xff] & 0x0000ff00) ^
 (Te1[(temp >> 24)       ] & 0x000000ff) ^
 rcon[i];
rk[ 7] = rk[ 1] ^ rk[ 6];
rk[ 8] = rk[ 2] ^ rk[ 7];
rk[ 9] = rk[ 3] ^ rk[ 8];

8 XORs und 7 Und wenn ich count Recht

XOR ist eine mathematische Berechnung, die in der Kryptographie. Es ist ein logischer Vorgang. Es gibt auch andere logische Operationen: UND, ODER, NICHT, Modulo-Funktion etc. XOR ist die wichtigste und am häufigsten verwendet.

Ob es das gleiche ist, ist es 0.

Wenn es anders ist, es ist 1.

Beispiel:

Nachricht : Hallo

Binary-Version Hallo : 01001000 01100101 01101100 01101100 01101111

Schlüssel-stream : 110001101010001101011010110011010010010111

Cipher-text mit XOR : 10001110 11000110 10100001 00110110 01001010

Anwendungen : Das one-time-pad/Vern-bin-Chiffre verwendet die Exklusiv-oder-Funktion, in der der Empfänger über den gleichen Schlüssel-stream und erhält den Chiffretext über eine verdeckte transport-Kanal. Der receiver dann den Chiffretext Xor mit dem Schlüssel-stream, um zu offenbaren, den Text von "Hallo". In One Time Pad, der Schlüssel-stream sollte mindestens so lang wie die Nachricht.

Tatsache : Das One Time Pad ist die einzige wirklich unzerbrechlich Verschlüsselung.

Exklusiv-Oder verwendet in Feistel-Struktur, die in der block-cipher DES-algo.

Hinweis : die XOR-operation hat eine chance von 50% die Ausgabe 0 oder 1.