Гаммирование. 
Реализация двоичного поточного зашифрования/расшифрования файла с использованием схемы разворачивания ключа из PIN-кода (пароля) небольшой длины на основе генератора со сжатием

Гаммирование — это наложение (снятие) на открытые (зашифрованные) данные криптографической гаммы, то есть последовательности элементов данных, вырабатываемых с помощью некоторого криптографического алгоритма, для получения зашифрованных (открытых) данных.

Гаммирование — это такое преобразование текста, при котором символы исходного текста, при котором символы исходного текста складываются с символами псевдослучайной последовательности (гаммы), вырабатываемой по некоторому правилу.

В качестве гаммы может быть использована любая последовательность случайных символов. Процедуру наложения гаммы на исходный текст можно осуществить двумя способами.

При первом способе символы исходного текста и гаммы заменяются цифровыми эквивалентами, которые затем складываются по модулю m, где m — число символов в алфавите. При втором методе символы исходного текста и гаммы представляются в виде двоичного кода, затем соответствующие разряды складываются по модулю 2.

Процесс наложения на исходный текст некоторой последовательности кодов, называемых гаммой осуществляется следующим образом:

Символы исходного текста и гамма представляются в двоичном коде и располагаются один под другим;

Каждая пара двоичных знаков заменяется одним двоичным знаком шифрованного текста в соответствии с принятым алгоритмом;

Полученная последовательность двоичных знаков шифрованного текста заменяется символами в соответствии с выбранным кодом;

Таким образом, букву надо представить целым числом, а целое число затем перевести в двоичную систему.

Стандартные операции над битами: 0 0 = 0, 0 1 = 1, 1 0 = 1, 1 1 = 0.

Этот алгоритм шифрования является симметричным. Поскольку двойное прибавление одной и той же величины по модулю 2 восстанавливает исходное значение, шифрование и расшифрование выполняется одной и той же программой.

Стойкость шифрования методом гаммирования определяется главным образом свойствами гаммы — длительностью периода и равномерностью статистических характеристик.

Последнее свойство обеспечивает отсутствие закономерностей в появлении различных символов в пределах периода.

Режим шифрования однократного гаммирования реализуется следующим образом:

Рисунок 1.1 — Схема гаммирования в случае сложения по модулю 2.

Задача нахождения шифротекста при известном ключе и открытом тексте состоит в применение следующего правила к каждому символу открытого текста:

[2].

где Ci — i-тый символ получившегося зашифрованного послания, Mi — i-тый символ открытого текста, Keyi — i-тый символ ключа, где i = 1, 2, …, m. Размерности открытого текста и ключа должны совпадать, и полученный шифртекст будет идентичной длины.

Задача нахождения ключа по известному шифротексту и открытому тексту может быть решена, исходя из предыдущего уравнения. Обе части равенства сложим по модулю 2 с Mi.

.

.

Необходимые и достаточные условия абсолютной стойкости шифра:

полная случайность ключа;

равенство длин ключа и открытого текста;

однократное использование ключа.

Сложение по модулю m. Перед шифрованием символы сообщения заменяются их номерами в алфавите. Основание модуля определяет количество символов в используемом алфавите. Шифрование выполняется по формуле.

Дешифрирование выполняется по формуле.

где , — i-ый символ открытого и шифрованного сообщения; m — количество символов в алфавите; - i-ый символ гаммы (ключа). Если длина гаммы меньше, чем длина сообщения, то она используется повторно.