Efek longsor

Pengarang: Leandro Alegsa

18-05-2022

Efek longsor ("efek longsor") adalah properti dari block cipher dan algoritma fungsi hash kriptografi. Hal ini sering diinginkan dalam kriptografi. Efek ini mengatakan, bahwa banyak output harus berubah, bahkan ketika input hanya berubah sedikit. Dalam cipher blok yang baik ini berarti: Perubahan kecil pada kunci atau plainteks harus menyebabkan perubahan yang kuat pada cipherteks.

Ini berarti bahwa perubahan kecil dapat menyebar dengan cepat, ketika algoritma menggunakan iterasi. Dengan demikian, setiap bit dari output tergantung pada setiap bit dari input.

Istilah efek longsoran pertama kali digunakan oleh Horst Feistel (Feistel 1973). Kemudian, konsep ini diidentifikasi oleh properti kebingungan Shannon.

Jika sebuah blok cipher atau fungsi hash kriptografi tidak memenuhi efek longsoran sampai tingkat yang signifikan, maka ia memiliki pengacakan yang buruk. Dengan demikian, seorang kriptanalis dapat membuat perkiraan tentang input, jika hanya diberikan output. Hal ini mungkin cukup untuk memecahkan (crack) sebagian atau keseluruhan algoritma.

Ini adalah salah satu tujuan desain utama ketika orang membuat cipher yang kuat atau fungsi hash kriptografi. Mereka mencoba membangun efek longsor yang baik di dalamnya. Secara matematis ini menggunakan efek kupu-kupu. Inilah sebabnya mengapa kebanyakan block cipher adalah cipher produk. Ini juga mengapa fungsi hash memiliki blok data yang besar.

Fungsi hash SHA1 memiliki efek longsor yang baik. Ketika satu bit diubah, jumlah hash menjadi sangat berbeda.

Nama

Asal muasal namanya adalah tanah longsor. Sebuah batu kecil bisa jatuh ke bawah, pergi bersama dengan beberapa salju dan membuat tanah longsor yang merusak. Batu itu kecil, tetapi bisa menyebabkan banyak kehancuran. Hal ini sama dengan apa yang dilakukan oleh efek ini. Perubahan kecil pada input (batu) harus mengubah output (lanskap).

Kriteria longsoran yang ketat

Strict Avalanche Criterion (SAC; "kriteria longsor yang kuat") adalah properti dari fungsi boolean. Hal ini penting untuk kriptografi. Kriteria ini terpenuhi jika semua bit keluaran berubah dengan probabilitas 50 persen, jika satu bit masukan berubah.

SAC dibangun di atas konsep kelengkapan evolusi dan longsoran. SAC diperkenalkan oleh Webster dan Tavares pada tahun 1985. Saat ini, SAC merupakan persyaratan untuk setiap sistem kriptografi modern. Hal ini misalnya dipenuhi oleh semua finalis kompetisi AES.

Kriteria independensi bit

Bit independence criterion (BIC; kriteria yang independen dari bit) adalah sebuah kriteria. Ini berlaku: Ketika satu bit input diubah (dibalik), dua bit output harus berubah secara independen satu sama lain. Ini berlaku untuk semua bit.

Misalnya, tidak akan puas, jika satu bit output hanya berubah, ketika bit output lainnya juga berubah. Mereka mungkin hanya berubah, karena bit input berubah. Jika tidak, bit keluaran akan saling bergantung satu sama lain.

Halaman terkait

Kebingungan dan difusi

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan efek longsoran salju?

J: Efek longsor (juga dikenal sebagai "efek longsor") adalah properti dari block cipher dan algoritma fungsi hash kriptografi yang menyatakan bahwa perubahan kecil pada kunci atau plaintext akan menyebabkan perubahan yang kuat pada ciphertext.

T: Siapa yang pertama kali menggunakan istilah "efek longsor"?

J: Istilah efek longsoran pertama kali digunakan oleh Horst Feistel pada tahun 1973.

T: Bagaimana hubungannya dengan properti kebingungan Shannon?

J: Konsep efek longsoran diidentifikasi oleh properti kebingungan Shannon, yang menyatakan bahwa jika sebuah blok sandi atau fungsi hash kriptografi tidak memenuhi derajat ini sampai tingkat yang signifikan, maka ia memiliki pengacakan yang buruk dan dapat dipecahkan sebagian atau seluruhnya (cracked).

T: Apa saja tujuan desain ketika membuat cipher yang kuat?

J: Ketika orang menciptakan cipher yang kuat, mereka mencoba membangun efek longsoran yang baik ke dalamnya dengan menggunakan prinsip-prinsip matematika seperti efek kupu-kupu. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar sandi blok adalah sandi produk dan mengapa fungsi hash memiliki blok data yang besar.

T: Apa yang terjadi jika sebuah algoritma tidak memenuhi efek longsor?

J: Jika sebuah algoritma tidak memenuhi efek longsoran salju pada tingkat yang signifikan, maka algoritma tersebut memiliki pengacakan yang buruk dan dapat dipecahkan (di-crack) sebagian atau seluruhnya oleh kriptanalis yang dapat membuat perkiraan tentang input berdasarkan output yang diberikan saja.

T: Mengapa kebanyakan block cipher menggunakan cipher produk?

J: Kebanyakan block cipher menggunakan product cipher karena mereka membantu membangun efek avalance yang baik ke dalamnya menggunakan prinsip-prinsip matematis seperti pengaruh kupu-kupu.

T: Mengapa fungsi hash memiliki blok data yang besar?

J: Fungsi hash memiliki blok data yang besar karena membantu membangun efek avalance yang baik ke dalamnya menggunakan prinsip-prinsip matematika seperti pengaruh kupu-kupu.