Схема одного из возможных вариантов построения блока R стохастического преобразования (Random) и его условное графическое обозначение показаны соответственно на рис. 3.2 и 3.3.
Ключевая информация R-блока – характер заполнения таблицы
размерности n ? 2n, содержащей элементы GF(2n), перемешанные случайным образом, т. е. H(m) ? GF(2n). Результат RH(A, B) преобразования входного n-разрядного двоичного набора А зависит от заполнения таблицы H и параметра преобразования В, задающего смещение в таблице относительно ячейки, содержащей значение А, следующим образом:
RH(A,B) = H((mA+B) mod 2n),
где mA – адрес ячейки таблицы H, содержащей код А, т. е. H(mA) = A. Другими словами, результат работы R-блока суть считывание содержимого ячейки таблицы H, циклически смещенной на В позиций в сторону старших адресов относительно ячейки, содержащей код А.
Для ускорения преобразования в состав R-блока вводится вспомогательный адресный массив
Addr = {Addr(j)}
размерности n ? 2n, причем
Иными словами, ячейка с адресом j в массиве ADDR хранит адрес ячейки массива H, содержащей код j.
Заслуживают внимания следующие факты:
при Addr = {0, 1, 2, ..., (2n – 1)}, т. е. при записи в каждую ячейку массива Addr ее собственного адреса, и n = 4 результат преобразования в точности совпадает с результатами работы двух тактов (сложение с 4 битами ключа и замена в соответствующем узле замены) одной секции раундовой функции российского стандарта криптографической защиты, ГОСТ 28147-89;
в частном случае при Addr = {0, 1, 2, ..., (2n – 1)} и В = 0 получаем классический S-блок (блок замены) с таблицей замен Н;
при записи в каждую ячейку массивов H и Addr ее собственного адреса получаем классический сумматор по модулю 2n, а значит, с полным на то основанием R-блок может быть назван стохастическим сумматором;
по такому же принципу (заменой сумматора по модулю 256 на операцию поразрядного XOR) может быть построен стохастический сумматор в поле GF(28) (стохастический XOR), а также другие элементы (AND, OR, mod p и т.
п.) ;
требует дополнительного исследования схема стохастического преобразования, показанная на рис. 3.4, где функция F – сумматор по модулю 28 или поразрядный XOR (а возможно и другие операции AND, OR, mod p и т. п.).



