可変的に修正された順列合成

VMPC ( Variably Modified Permutation Composition )暗号は、ロン・リベストが設計した有名で人気の高い暗号RC4に似たストリーム暗号です。これは、バルトシュ・ズォルタクが設計し、2004 年にFast Software Encryptionカンファレンスで発表されました。VMPC はRC4暗号の改良版です。^[1]

暗号の核となるのは VMPC 関数であり、次のように定義されるn要素の順列の変換です。

xは0からn-1まで:
    g(x) = VMPC(f)(x) = f(f(f(x))+1)

この関数は、その逆関数、つまりgからf を得ることが複雑な問題となるように設計されている。コンピュータシミュレーションによると、gからf を復元するために必要な平均演算回数は、16 要素順列の場合は約 2 ^{11 回}、64 要素順列の場合は約 2 ^{53 回}、256 要素順列の場合は約 2 ^{260 回}である。^[要出典]

2006年にケンブリッジ大学でカミル・クルザはVMPCの反転の問題を調査し、「結果はVMPCが暗号の一方向関数の適切な候補ではないことを示している」と結論付けました。^[2]

VMPC 関数は、暗号化アルゴリズムである VMPCストリーム暗号で使用されます。このアルゴリズムにより、ソフトウェア実装での効率化が可能になります。L バイトのプレーンテキストを暗号化するには、次のようにします。

すべての演算は 256 を法として実行されます。
私 := 0
出力を生成中:
    j := S[j + S[i]]
    
    出力S[S[S[j]] + 1]
    S[i]とS[j]を入れ替える          （b:=S[j];S[j]:=S[i];S[i]:=b））
    
    私 := 私 + 1
終わりまで

ここで、256 要素の順列Pと整数値s は、 VMPC-KSA (キー スケジューリング アルゴリズム) を使用して暗号化パスワードから取得されます。

• VMPCホームページ
• okna wrocław の VMPC に関するオリジナルの会議論文 (PDF)
• カミル・クルザ: VMPC一方向関数の反転について
• VMPC ストリーム暗号の非公式 C 実装
• VMPC ストリーム暗号の非公式 Delphi 実装

• https://eprint.iacr.org/2013/768.pdf VMPC-R: RC4 に代わる暗号的に安全な疑似乱数生成器
• https://eprint.iacr.org/2014/985.pdf VMPC-R に対する Spritz の統計的弱点: RC4 の代替品を求めて
• https://eprint.iacr.org/2014/315.pdf 20 個の RC4 系アルゴリズムの統計的弱点と、これらの弱点のない (おそらく) 最も単純なアルゴリズム - VMPC-R
• https://eprint.iacr.org/2019/041.pdf VMPC-R (RC4 のような) ストリーム暗号のメッセージ認証 (MAC) アルゴリズム