ISAAC（暗号）

ISAAC（indirection, shift,cumulative, add, and count ）は、1993年にロバート・J・ジェンキンス・ジュニアによって設計された、暗号的に安全な疑似乱数生成器およびストリーム暗号です。 ^[1]参照実装のソースコードはパブリックドメインに公開されました。^[2]

「私はジェネレータを破壊するためのテストを開発し、そのテストに合格するジェネレータを開発しました。そのジェネレータがISAACです。」^[3]

ISAACアルゴリズムはRC4と類似点があります。内部状態として256 個の 4 オクテット整数の配列を使用し、結果を別の 256 個の 4 オクテット整数配列に書き込み、空になるまで 1 つずつ読み取って、空になった時点で再計算します。計算は、i要素を ( i ⊕128) 要素に変更すること、間接参照で見つかった状態配列の 2 つの要素、アキュムレータ、およびカウンタで構成され、iの値は0 から 255 まですべて対象となります。32 ビット出力ワードごとに約 19 回の 32 ビット操作しかかからないため、32 ビット コンピューターでは非常に高速です。

暗号解読は、マリーナ・プドフキナ（2001）によって行われた。^[4]彼女の攻撃は、初期状態を復元できるが、その複雑さは、すべての可能な初期状態の平方根を検索するのに必要な時間よりも短いと概算される。実際には、これは攻撃にの代わりにが必要であることを意味する。この結果は、ISAAC のセキュリティに実質的な影響を与えなかった。^[5]${\displaystyle 4.67\times 10^{1240}}$${\displaystyle 10^{2466}}$

2006 年に Jean-Philippe Aumasson はいくつかの弱い状態のセットを発見しました。^[6] 4 番目に提示された (そして最小の) 弱い状態のセットは、ISAAC の最初のラウンドで非常に偏った出力を導き、RC4 の弱点と同様に内部状態の導出を可能にします。攻撃者が出力だけからジェネレータがこれらの弱い状態のいずれかにあるかどうかを判断できるかどうかは明らかではありません。彼はまた、以前の攻撃^[7]には欠陥があることを示しました。Paul - Preneel攻撃は、実際の ISAAC ではなく誤ったアルゴリズムに基づいているためです。ISAAC の改良版として ISAAC+ が提案されています。^[5]

ISAAC の実装の多くは非常に高速であるため、セキュリティではなく速度を主眼に設計された他の高速 PRNG と競合することができます。このような高品質で高速なジェネレーターは他にほとんど存在しません。^[要出典] ISAAC は、データを安全に上書きするために Unix ツールshredで使用されています。^[8] また、ISAAC アルゴリズムは Java Apache Commons Math ライブラリにも実装されています。^[9]

• ISAAC公式ウェブサイト
• Rosetta Code での複数の ISAAC 実装
• Pascal/Delphi ポート
• Math::Random::ISAAC、アルゴリズムのPerlモジュール実装
• isaac.js、JavaScript実装