Efecto avalancha
El efecto avalancha ("landslide effect") es una propiedad de los algoritmos de cifrado por bloques y funciones hash criptográficas. A menudo se busca en la criptografía. El efecto dice que una gran parte de la salida debe cambiar, incluso cuando la entrada sólo cambia un poco. En los buenos cifradores de bloque esto significa: Un pequeño cambio en la clave o el texto plano debe causar un fuerte cambio en el texto cifrado.
Esto significa que los pequeños cambios pueden propagarse rápidamente, cuando el algoritmo utiliza iteraciones. Así, cada bit de la salida depende de cada bit de la entrada.
El término efecto avalancha fue utilizado por primera vez por Horst Feistel (Feistel 1973). Posteriormente, el concepto fue identificado por la propiedad de confusión de Shannon.
Si un cifrado por bloques o una función hash criptográfica no satisface el efecto avalancha en un grado significativo, entonces tiene una mala aleatorización. Así, un criptoanalista puede hacer predicciones sobre la entrada, si se le da sólo la salida. Esto puede ser suficiente para romper (crackear) parcial o totalmente el algoritmo.
Es uno de los principales objetivos de diseño cuando la gente crea un cifrado fuerte o una función hash criptográfica. Intentan construir un buen efecto de avalancha en ella. Matemáticamente esto utiliza el efecto mariposa. Esta es la razón por la que la mayoría de los cifradores de bloque son cifradores de producto. También es la razón por la que las funciones hash tienen grandes bloques de datos.
La función hash SHA1 tiene un buen efecto de avalancha. Cuando se cambia un solo bit, la suma del hash se vuelve completamente diferente.
Nombre
El origen del nombre son los desprendimientos de tierra. Una pequeña roca puede caer, ir junto con algo de nieve y hacer un desprendimiento destructivo. La roca era pequeña, pero podía causar muchos destrozos. Es lo mismo que hace este efecto. Un pequeño cambio en la entrada (la roca) debe cambiar la salida (el paisaje).
Criterio estricto de avalancha
El criterio de avalancha estricto (SAC; un "criterio de avalancha fuerte") es una propiedad de las funciones booleanas. Es importante para la criptografía. Se cumple si todos los bits de salida cambian con una probabilidad del 50%, si se cambia un solo bit de entrada.
El SAC se basó en los conceptos de integridad de la evolución y avalancha. Fue introducido por Webster y Tavares en 1985. Hoy en día es un requisito para cualquier sistema criptográfico moderno. Por ejemplo, lo han cumplido todos los finalistas del concurso AES.
Criterio de independencia de los bits
El criterio de independencia del bit (BIC; un criterio independiente del bit) es un criterio. Dice así: Cuando se cambia un solo bit de entrada (invertido), dos bits de salida deben cambiar independientemente el uno del otro. Esto se aplica a todos los bits.
Por ejemplo, no se satisfaría si un bit de salida sólo cambia cuando el otro bit de salida también cambia. Puede que sólo cambien porque el bit de entrada ha cambiado. De lo contrario, los bits de salida dependerían unos de otros.
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- Confusión y difusión
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el efecto avalancha?
R: El efecto avalancha (también conocido como "efecto desprendimiento") es una propiedad de los cifradores de bloques y de los algoritmos de funciones hash criptográficas que establece que un pequeño cambio en la clave o en el texto plano debería provocar un fuerte cambio en el texto cifrado.
P: ¿Quién utilizó por primera vez el término "efecto avalancha"?
R: El término efecto avalancha fue utilizado por primera vez por Horst Feistel en 1973.
P: ¿Qué relación tiene con la propiedad de confusión de Shannon?
R: El concepto de efecto avalancha fue identificado por la propiedad de confusión de Shannon, que establece que si un cifrado por bloques o una función hash criptográfica no satisface este grado en un grado significativo, entonces tiene una aleatoriedad deficiente y puede ser parcial o completamente rota (craqueada).
P: ¿Cuáles son algunos de los objetivos de diseño a la hora de crear cifrados fuertes?
R: Cuando la gente crea cifradores fuertes intenta construir en ellos un buen efecto de avalancha utilizando principios matemáticos como el efecto mariposa. Esta es la razón por la que la mayoría de los cifradores de bloque son cifradores de producto y por la que las funciones hash tienen grandes bloques de datos.
P: ¿Qué ocurre si un algoritmo no satisface el efecto avalancha?
R: Si un algoritmo no satisface el efecto avalancha en un grado significativo, entonces tiene una aleatorización pobre y puede ser parcial o completamente roto (crackeado) por criptoanalistas que puedan hacer predicciones sobre la entrada basándose sólo en la salida dada.
P: ¿Por qué la mayoría de los cifradores de bloque utilizan cifradores de producto?
R: La mayoría de los cifradores de bloque utilizan cifradores de producto porque ayudan a construir en ellos buenos efectos de aval mediante principios matemáticos como el efecto mariposa.
P: ¿Por qué las funciones hash tienen grandes bloques de datos?
R: Las funciones hash tienen grandes bloques de datos porque ayudan a crear buenos efectos de aval utilizando principios matemáticos como el efecto mariposa.
