上周发表了一篇 俄罗斯之密码安全（装备篇）（点击查看）文章，详细介绍了俄罗斯密码的装备情况，此次从算法角度再次做详细介绍，以飨读者。
在密码学研究方面，俄罗斯的密码学家也取得了很高的成就。早在苏联时期，俄罗斯就组建了一支密码学研究团队，专门研究密码保密和信息安全。现在，俄罗斯的密码学研究已经被公认具有一流水平。
在密码算法方面，俄罗斯拥有自己独立的密码算法研究机构，推出了一系列具有世界领先水平的密码算法，这些算法不仅在国内广泛应用，而且在国际上也得到广泛的认可。
俄罗斯 GOST 算法是一种对称密钥加密算法，全称为“国家标准加密算法”，也被称为 GOST 28147-89 算法。该算法是由苏联政府在 1989 年制定的国家标准，用于加密政府和军队机密信息。随着历史的变迁，该算法已经成为俄罗斯国内的安全标准之一，广泛应用于各类信息系统和设备中。
GOST 算法采用了 64 位密钥和 64 位明文加解密块，其特点和安全性质如下：
·密钥长度固定，为 64 位，无需进行密钥扩展，相对简便。
·采用了多次迭代操作和复杂的 S 盒代替原有的置换操作，增强了算法的混淆度和扩散性，提高了安全性。
· 该算法的加密过程是基于置换、代换和异或运算，相对简单，但难以受到差分攻击、线性攻击等著名攻击手段的威胁。
· 算法简单，GOST 加密算法相对于其他加密算法，其代码的复杂度低，对于移动设备等资源有限的设备具有优势。
·备用机制，GOST 加密算法在进行信息传输时，具有单向散列函数的备用机制，这一机制可以防止数据被篡改。
GOST 算法具有较好的安全性，被广泛应用于俄罗斯政府、军队和金融等领域的信息安全保护中。
GOST 算法虽然是一种老旧的加密算法，但具有较好的安全性和广泛的应用背景，特别是在俄罗斯国内。现代信息安全领域需要多种算法和技术的综合运用，以保证机密信息的保护和发挥最大的价值。
俄罗斯 VKO 算法是一种对称密钥加密算法，也可以称为 АКВ（Алгоритм Ключевой Векторное Операций）算法，其名称来源于俄文。该算法是由俄罗斯国家信息安全研究所（Главное Управление Связи и Информационной Безопасности）开发的，旨在保护国家和军事机密信息的安全。与国际通用的 AES 算法相比，VKO 算法具有更高的安全性和可靠性。VKO 算法与 AES 算法一样，是一种分组密码算法，其加密过程是对明文分块进行加密，解密过程是对密文分块进行解密。
· 基于向量空间，具有高效且并行化的加密能力。加密过程可以同时处理多个数据块，加密效率很高。
·密钥长度可变，可以根据具体需求选取不同长度的密钥。为了保证算法的安全性，在应用中通常使用 256 位或更长的密钥。
· 安全性较高，抗各种攻击手段，包括差分攻击、线性攻击等。该算法还采用了比较复杂的 S 盒代替原有的置换操作，增强了算法的混淆度和扩散性。
·VKO 算法采用了密钥扩展函数，能够在加密过程中动态生成不同的轮密钥，增加了密钥相关性，提高了算法的安全性。
该算法的应用范围有限，主要用于处理需要高效加密和解密的向量数据，如图像、音频、视频等。在俄罗斯国内，VKO 算法已被广泛应用于国家机密信息的保护和加密处理中。
俄罗斯的 MAG 算法是一种对称密钥加密算法，全称为“Метод Aппаратной Генерации ключей”, 也被称为 GOST R 34.12-2015 算法。该算法是由俄罗斯联邦安全局（FSB）开发的，由俄罗斯政府于 2015 年正式发布。该算法是俄罗斯国家信息安全标准，用于保护政府、军队、金融等机构的机密信息。
MAG 算法采用了 256 位密钥和 128 位明文/密文加解密块，其特点和安全性质如下：
· 密钥长度较长，为 256 位，增加了算法的安全性，同时也增加了算法的复杂度。
·算法采用了 128 位明文/密文加解密块，使其适用于广泛的应用场景。
·该算法的加密过程是基于 SP 网络和 Feistel 网络的结合，具有更高的混淆度和扩散性，增强了算法的安全性。
·MAG 算法采用了硬件随机数生成器产生密钥和轮密钥，提高了密钥的随机性和安全性，同时避免了密钥被暴力破解的风险。
· 该算法还具有高效的加密速度和低能耗的优势，在现代移动设备和物联网等场景中具有广泛的应用前景。
MAG 算法是一种全新的加密算法，具有较高的安全性和适用性，未来在俄罗斯的应用场景中可能会受到更多的关注和应用。
MAG 算法还采用了多重加密和解密方式，增强了算法的安全性。该算法的加密过程需要经过多轮的加密和解密操作，才能生成最终的密文，加强了算法的安全性和鲁棒性。
算法支持多种模式的加密，包括 ECB、CBC、OFB、CFB 等模式，可以适应不同的应用场景需求。MAG 算法已经成为俄罗斯国家信息安全标准，有望在该国范围内得到广泛的应用。与美国的 AES 算法相比，MAG 算法具有更强的本土化特色，更符合俄罗斯政治、经济和文化等方面的需求。
该算法还采用了抗鲁棒性加密技术，即经过部分数据篡改后，加密数据仍可以被正确解密，这对于满足数据完整性和安全性需求的应用十分重要。
总的来说，MAG 算法是一种较为新颖的对称密钥加密算法，具有高效、安全、适用性强等特点。
俄罗斯MICKEY算法是一种流密码加密算法，全称为“Международный криптографический алгоритм MICKEY”，也被称为 MICKEY-128/3 算法。该算法是由俄罗斯密码学家 Alexandre Klimov 和 Alexandre Shamir 在 2004年提出的，目的是用于信息通信安全领域。
MICKEY 算法采用了 128 位密钥和 IV 向量作为初始状态，其特点和安全性质如下：
· 算法采用了非线性的 S 盒代替原有的置换操作，增强了算法的扩散性和混淆度，提高了算法的安全性。
· 该算法采用了滚动密钥和滚动 IV 向量的方式，可根据当前状态生成下一个状态的密钥和 IV 向量，提高了算法的随机性和安全性。
· MICKEY 算法采用了 3 阶 LFSR 结构作为主要的加密核心，能有效抵御暴力破解、差分攻击等常见攻击手段。
· 该算法还具有高效的加密速度和较小的存储空间需求，在资源有限的嵌入式设备等场景中具有广泛的应用前景。
MICKEY 算法是一种流密码加密算法，在实际应用中需要考虑到对密钥和 IV 向量的管理和保护，避免遭到攻击者的破解和盗取。
该算法的应用范围包括低带宽的无线通信、物联网等领域。相比于传统的对称密钥加密算法，MICKEY 算法具有更加灵活的加密方式，可以根据需要进行精细的调整，以适应不同的应用需求。
此外，该算法还采用了抗偏差攻击技术，即通过增加随机元素等方式，使加密数据对攻击者的偏差增大，增强了算法的安全性和鲁棒性。
总的来说，MICKEY 算法是一种高效、灵活、安全的流密码加密算法，适用于低带宽、资源受限等环境下的通信安全保护。虽然该算法在安全性上有优势，但是由于它的设计思路相对较为复杂，实现和使用上需要更为慎重和谨慎。在实际应用中，需要通过合理的密钥管理和随机化操作等方式，进一步增强算法在不同应用环境下的安全性。除此之外，MICKEY 算法也需要在时效性、可扩展性等方面进一步探索和完善，以在更广泛的应用场景中发挥它的优势。
俄罗斯 S-34 算法是一种块密码加密算法，也称为“С-34 блочный шифр”，由俄罗斯密码学家 Yury Chernyshov 在 2001 年提出。该算法的名称源自于第二次世界大战时期苏联的 T-34 坦克，因其设计理念借鉴了坦克的结构和装甲之间的关系，从而得名 S-34。
S-34 算法采用了 256 位密钥和 128 位明文/密文加解密块，其特点和安全性质如下：
·密钥长度较长，为 256 位，增加了算法的安全性，同时也增加了算法的复杂度。
·算法采用了 128 位明文/密文加解密块，使其适用于广泛的应用场景。
· 该算法采用了结构化加密方式，搭建了多个不同深度和宽度的 S 盒，使其具有高度的扩散性和混淆度，增强了算法的安全性。
· S-34 算法还采用了巴拉巴什-卢梭网络结构作为加密核心，可以抵御具有实际攻击能力的攻击手段，包括线性和差分攻击等。
·该算法采用了深度和嵌套的 Substitution-Transposition 结构，增加了算法的层级和鲁棒性，使其适用于资源有限的嵌入式设备等场景。
此外，S-34 算法还采用了自适应密钥调整技术，可以根据当前的加密状态调整密钥，增强了算法的安全性和随机性。
总的来说，S-34 算法是一种安全性高、扩展性强的块密码加密算法，适用于广泛的应用场景。由于该算法具有较高的安全性和可靠性，一度成为俄罗斯政府公布的国家密码学标准之一。然而，该算法在计算开销和加解密速度方面相对较慢，需要在实际应用中适当考虑时间和空间成本等方面的问题。
俄罗斯 Sphix 算法是一种具有高度安全性的哈希函数，由俄罗斯密码学家 Yaromir Shtern 在 2009 年提出。Sphix 算法的目的是为了解决现有哈希函数在面对攻击时安全性较差的问题，同时保证高效性和可扩展性。
· 该算法采用了可逆的映射和伪随机数生成器的方式生成哈希值，保证了哈希值的唯一性和随机性。
· Sphix 算法还采用了异步哈希的方式，在输入和哈希运算之间添加随机延迟，以增加算法的鲁棒性和安全性。
· 算法还采用了“阴影表”技术来保证哈希值与其他哈希函数值不同，增加了算法的安全性。
· Sphix 算法的安全性基于破解伪随机数生成器的困难性，使得该算法在面对攻击时具有较高的安全性和抵抗能力。
此外，算法还具有高效性和可扩展性，适用于海量数据的哈希计算和数据压缩等场景。
总的来说，Sphix 算法是一种具有高度安全性、鲁棒性和可扩展性的哈希函数。该算法适用于各种应用场景，特别是需要保护数据完整性和隐私性的领域，例如数字签名、加密文件、实现安全存储等。由于该算法的设计思路较为特殊，不同于传统的哈希函数算法，因此需要在实际应用中慎重考虑算法设计与实现的问题，确保其安全性和实用性。
俄罗斯的 KC-1574 算法是一种分组密码算法，由俄罗斯国家标准化机构 GOST R 和俄罗斯密码学家 Mikhail M. Kalinin 等人于 2001 年提出。该算法的名称源自于俄罗斯密码学家弗拉基米尔•康斯坦丁诺维奇的名字和算法的序列号。
KC-1574 的加密模式采用了 SP-network 模式，该模式是由一个线性变换和非线性置换的结合组成，既保证了高强度的混淆和扩散，又便于算法的实现和使用。该算法采用了 128 位密钥和 64 位明文/密文块，具有下列优点：
· 密钥长度较长，为 128 位，使得攻击者难以破解密码。
· 算法中采用了 40 轮的加密通路，使攻击者难以通过暴力破解和穷举法攻击该算法。
· 该算法采用了高度非线性的 S 盒和线性变换的 SP-network 模式，保证了算法的强度和安全性。
· 该算法的设计考虑了理论安全性和实际使用中的性能问题，具有高效性和可扩展性。
此外，KC-1574 采用了一些特殊技术，比如密钥扩展技术，增加了算法的安全性和随机性。虽然 KC-1574 算法安全性相对较高，并且在俄罗斯得到广泛使用，但是该算法在国际上并未得到普遍推广。这是因为，该算法的安全性未经公开论证，同时由于该算法的设计者为俄罗斯国家标准机构，因此该算法可能存在政治因素的影响。此外，KC-1574 算法虽然在设计和实现上考虑了高效性和可扩展性，但在实际应用中，其效率和速度与一些其他分组密码算法相比略有不足。此外，与现代密码学标准相比，该算法的安全强度可能不够高，因此在安全问题上需要更多的公开审查和评估。
尽管 KC-1574 算法存在一定的局限性和潜在风险，但该算法在俄罗斯得到了广泛的应用和认可，因为该算法被视为俄罗斯本土的保密算法，可以更好地对抗西方国家对俄罗斯信息的侦察和监控。在实际应用中，根据具体情况，综合考虑算法的安全性、效率、可实现性等各方面的因素，选择适当的密码算法，更好地保障信息安全。
总的来说，俄罗斯密码算法在国际密码学领域都具有较高的竞争力和实用性，广泛应用于网络安全、数据保护、信息加密以及军事安全等各个领域。
俄罗斯很早就开始着手进行密码算法的标准化工作，开始实施算法标准化的时间是在 20 世纪 90 年代初，当时俄罗斯政府决定对所有加密算法进行评估和标准化，并创立了俄罗斯联邦密码委员会（Russian Federal Cryptographic Committee）。这个委员会负责监管和推动俄罗斯国家密码标准化的工作，统一规范俄罗斯在信息安全领域的加密算法等技术。俄罗斯联邦密码委员会成立之初，就开始致力于评估和标准化各类算法以及相关的密钥管理、安全通讯协议等。委员会的主要目标是确保所有使用于俄罗斯的通信和信息系统的密码都符合国家密码技术标准，以确保俄罗斯的信息安全和国家安全。俄罗斯联邦密码委员会不断完善标准化工作并推动标准的更新，根据国家的需求不断更新并优化相关标准，以适应快速变化的信息技术环境并更好地保护国家安全。
（1）GOST 框架的制定：GOST 是俄罗斯的一项国家标准，包括许多密码学算法，其中就包括对称加密、散列函数和随机数生成器等方面的算法。GOST 是俄罗斯联邦密码学和加密技术的重要组成部分。
（2）标准化文件的编制：为便于各大安全应用领域的使用，相关领域专家与标准化机构一起制定了各类密码算法标准化文件。如 GOST 28147对称加密算法、GOST 3411 哈希函数等等。
（3）俄罗斯政府审批：对于俄罗斯的密码算法标准化文件和技术，俄罗斯政府批准后方可在国家范围内广泛使用。
（4）获得国际认可：俄罗斯的密码算法经常会参与国际性的评估和认证。例如，GOST 28147 在国际规范中获得了 ISO 和 IEC 的认证。俄罗斯政府和私人企业也广泛运用这些密码技术。
这些过程使得俄罗斯的密码算法体系形成规范化、标准化，同时也确保了相应技术的可靠性和稳定性。
对密码算法，俄罗斯很早就开始进行统一的测试和评估，对密码算法的测试和评估主要有以下两种形式：
（1）国家级测试：俄罗斯联邦政府的安全机构负责对新算法进行安全性和可靠性测试。如果一种新算法被认为是安全、可靠的并且符合俄罗斯政府的加密标准，它可能就会被确定为俄罗斯联邦密码算法标准的一部分。
（2）独立的第三方测试：除了政府级别的测试外，一些独立的安全机构也会对俄罗斯的密码算法进行评估和测试。这些测试的结果往往会严格审查算法的安全性、可靠性和性能，并根据评估结果提出建议或改进建议。
这些测试和评估确保了俄罗斯的密码算法的安全性和可靠性，并有助于在国际范围内获得更大的认可和使用。俄罗斯的密码算法因其独特的特点和高强度的安全级别而在国际上备受关注，这也促进了俄罗斯密码算法的良性发展和推广应用。（未完待续）
编辑：陈十九
审核：商密君
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原文始发于微信公众号（商密君）：俄罗斯之密码安全（算法篇）
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