Актуальность. Объектом исследований данной работы являются процессы прихода блочных симметричных шифров к состоянию случайной подстановки.
Цель работы. Уточнение с помощью вычислительных экспериментов значений динамических показателей прихода ряда современных шифров к состоянию случайной подстановки, которые могут стать важными при сравнительной оценке их эффективности.
Метод. Методика выполнения экспериментов состоит при определении дифференциальных показателей в активизации шифров (программных моделей) наборами входных разностей и последующего определения минимального количества S-блоков активизируемых на первых циклах зашифрования, позволяющих получить значение дифференциальной вероятности соответствующее показателю стойкости рассматриваемого шифра. При определении линейных показателей перебираются ненулевые маски входов в S-блоки и ненулевые маски их выходов.
При этом на входе шифра активизируется один байт входного блока данных, причем выбирается байт, который активизирует минимальное число S-блоков первого цикла. Здесь под активным байтом (S-блоком) понимается байт (S-блок), с помощью которого для пары входов в шифр (в S-блок) формируется ненулевая входная (выходная) разность. Затем в режиме зашифрования полным перебором всех 256 битных однобайтовых разностей входа шифра определяется минимальное число активизируемых S-блоков на каждом из циклов, которые пересчитываются в числа циклов зашифрования, необходимых для прихода шифра к случайной подстановке. Близкая по смыслу процедура может быть выполнена и при анализе линейных показателей с использованием входных и выходных масок.
Результаты. Полученные результаты свидетельствуют о том, что конструкции первых цикловых преобразований блочных симметричных шифров играют важную роль в обеспечении динамических показателей прихода шифров к состоянию случайной подстановки, и существенно влияют на значения числа циклов, необходимых для обеспечения запаса их стойкости. Все рассмотренные (известные) конструкции современных 128-ми битных блочных симметричных шифров, за исключением шифров IDEA NXT, Калина, Мухомор и белорусского шифра, обеспечивают динамические показатели прихода к состоянию случайной подстановки превышающие три-четыре цикла.
Шифр Rijndael оказывается далеко не в лидерах по рассматриваемому показателю (для прихода к состоянию случайной подстановки ему необходимо 4-ре цикла).
Выводы. В работе решена задача уточнения и подтверждения с помощью вычислительных экспериментов эффективности новой методики оценки динамических показателей прихода шифров к состоянию случайной подстановки.
Научная новизна результатов статьи состоит в том, что впервые получены обоснованные объективные данные для значений числа циклов прихода к состоянию случайной подстановки ряда современных шифров.
Практическая значимость предлагаемой методики и представленных в работе результатов состоит в их конструктивизме. Они позволяют выполнить обоснование числа циклов шифрующих преобразований, которые обеспечивают достижение предельного уровня стойкости шифров.

блочный симметричный шифр, динамические показатели, состояние случайной подстановки, стойкость к атакам дифференциального и линейного криптоанализа, активные S-блоки