International Data Encryption Algorithm

IDEA

Résumé

Concepteur(s)	Xuejia Lai, James Massey
Première publication	1991
Dérivé de	PES
Chiffrement(s) basé(s) sur cet algorithme	FOX, IDEA NXT, Akelarre, MESH

Caractéristiques

Taille(s) du bloc	64 bits
Longueur(s) de la clé	128 bits
Structure	schéma de Lai-Massey
Nombre de tours	8 tours + ½ tour final

Meilleure cryptanalyse

Attaque par collision avec 2²⁴ textes clairs, complexité de 2¹²⁶ pour un IDEA de 5 rondes.

IDEA, pour International Data Encryption Algorithm, est un algorithme de chiffrement symétrique conçu par Xuejia Lai et James Massey.

L'algorithme IDEA a été breveté par la société suisse Mediacrypt ; le brevet a expiré en 2011 en Europe, et en janvier 2012 aux États-Unis et au Japon. Mediacrypt met en avant depuis mai 2005 son nouveau chiffrement nommé « IDEA NXT » qui est en fait FOX.

Survol

IDEA est un algorithme de chiffrement symétrique par blocs utilisé pour chiffrer et déchiffrer des données. Il manipule des blocs de texte en clair de 64 bits. Une clé de chiffrement longue de 128 bits (qui doit être choisie aléatoirement) est utilisée pour le chiffrement des données. La même clé secrète est requise pour les déchiffrer.

Comme tous les algorithmes de chiffrement par blocs, IDEA utilise à la fois la confusion et la diffusion. L'algorithme est basé sur une combinaison d'opérations de différents groupes algébriques. Il y a trois groupes algébriques dont les opérations sont mélangées. Toutes ces opérations sont facilement réalisables à la fois sous forme logicielle ou matérielle :

• OU exclusif (représenté par un ⊕)
• addition modulo 2¹⁶ (représenté par un ⊞)
• multiplication modulo 2¹⁶+1 (représenté par un ⊙)

Toutes ces opérations manipulent des sous-blocs de 16 bits. Cet algorithme est ainsi efficace même sur des processeurs 16 bits.

Description

Le bloc de données de 64 bits est divisé en 4 sous-blocs de 16 bits : X₁, X₂, X₃ et X₄. Ces quatre sous-blocs deviennent les entrées de la première ronde de l'algorithme. Il y a huit rondes au total. À chaque ronde, les 4 sous-blocs sont combinés par OU exclusif, additionnés, multipliés entre eux et avec 6 sous-clefs K₁ ... K₆ de 16 bits dérivés de la clé de chiffrement. Entre chaque ronde, les deuxième et troisième sous-blocs sont échangés. Enfin, les quatre sous-blocs obtenus après la huitième ronde sont traités avec quatre dernières sous-clefs dans une transformation finale.

À chaque ronde, la séquence d'évènements est la suivante :

1. multipliez X₁ et la première sous-clef ;
2. additionnez X₂ et la deuxième sous-clef ;
3. additionnez X₃ et la troisième sous-clef ;
4. multipliez X₄ et la quatrième sous-clef ;
5. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (1) et (3) ;
6. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (2) et (4) ;
7. multipliez le résultat de l'étape (5) avec la cinquième sous-clef ;
8. additionnez les résultats des étapes (6) et (7) ;
9. multipliez le résultat de l'étape (8) par la sixième sous-clef ;
10. additionnez les résultats des étapes (7) et (9) ;
11. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (1) et (9) ;
12. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (3) et (9) ;
13. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (2) et (10) ;
14. combinez par OU exclusif les résultats des étapes (4) et (10).

La sortie de la ronde est constituée des 4 sous-blocs produits par les étapes (11), (13), (12) et (14). Permutez les deux sous-blocs intérieurs (sauf lors de la dernière ronde) et cela donne l'entrée de la ronde suivante.
Après la huitième ronde, il y a une transformation finale :

1. multipliez X₁ et la première sous-clef ;
2. additionnez X₂ et la deuxième sous-clef ;
3. additionnez X₃ et la troisième sous-clef ;
4. multipliez X₄ et la quatrième sous-clef.

Enfin les 4 sous-blocs sont réassemblés pour former le texte chiffré de 64 bits.

Chaque ronde utilise 6 sous-clés de 16 bits distinctes et la transformation finale utilise 4 sous-clés; un total de 52 sous-clés est donc utilisé. Les premières 8 sous-clés sont extraites directement de la clé de chiffrement de 128 bits, avec K₁ étant pris dans les 16 bits de poids le plus faible. Les groupes suivants de 8 sous-clés sont extraits après rotation à gauche de 25 bits de la clé de chiffrement, ce qui donne 6 rotations en total.

Liens externes

• (en) code de référence