cha chaとは？ わかりやすく解説

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/19 01:49 UTC 版)

「ジャニーズ関連企画ユニット」の記事における「CHA-CHA」の解説

1988年に萩本欽一司会のバラエティー番組『欽きらリン530!!』で組まれたユニット。 詳細は「CHA-CHA」を参照

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/07/03 06:12 UTC 版)

「Salsa20」の記事における「ChaCha」の解説

2008年、バーンスタインはChaChaと呼ばれる変種を発表した。これはラウンドごとの発散を大きくすることでパフォーマンスの向上を図ったものである。AumassonらはChaChaに対しても攻撃を試みたが、Salsa20よりも1ラウンド少ない結果となった（256ビットのChaCha6で2139、ChaCha7で2248の試行。128ビットのChaCha6で2107の試行。128ビットのChaCha7では攻撃に失敗）。 Salsa20と同様に、ChaChaの初期状態は128ビットの定数、256ビットの鍵、64ビットのカウンタ、64ビットのnonceを含む32ビットワードの4×4の行列であるが、並び順が変更されている。 Initial state of ChaChaCons Cons Cons Cons Key Key Key Key Key Key Key Key Pos Pos Nonce Nonce 定数はSalsa20と同じ"expand 32-byte k"である。ChaChaでは、Salsa20の1/4ラウンド関数QR(a,b,c,d)が a ⊞= b; d ⊕= a; d <<<= 16;c ⊞= d; b ⊕= c; b <<<= 12;a ⊞= b; d ⊕= a; d <<<= 8;c ⊞= d; b ⊕= c; b <<<= 7; に置き換えられている。Salsa20の1/4ラウンド関数では各ワードが1回しか更新されないのに対し、ChaChaの関数では2回更新されることに注意。また、ChaChaの1/4ラウンド関数は、変化をよりすばやく拡散する。Salsa20の1/4ラウンド関数の入力の1ビットを変更すると、平均で出力の8ビットが変化するが、ChaChaの場合は12.5ビットが変化する。 さらに、ChaChaとSalsaとでは、1/4ラウンド関数中の加算、xor、ビットローテーションの数が同じであるが、ローテートのうち2つが8の倍数であることから、x86を含むいくつかのアーキテクチャでは、最適化が可能となる。加えて、SSE向けに最適化することが可能であることがSalsa20において発見されており、ChaChaではこれを利用できるように入力フォーマットが変更されている。 ラウンドごとに列方向と行方向を交互に繰り返すのではなく、列方向と角線方向を繰り返す。 // 奇数ラウンドQR ( 0, 4, 8, 12) // 1st columnQR ( 1, 5, 9, 13) // 2nd columnQR ( 2, 6, 10, 14) // 3rd columnQR ( 3, 7, 11, 15) // 4th column// 偶数ラウンドQR ( 0, 5, 10, 15) // 対角線1 (主対角線）QR ( 1, 6, 11, 12) // 対角線2QR ( 2, 7, 8, 13) // 対角線3QR ( 3, 4, 9, 14) // 対角線4 ChaCha20ではこのdouble-roundを10回繰り返す。 C/C++ での実装は以下のとおり： #define ROTL(a,b) (((a) << (b)) | ((a)>> (32 - (b))))#define QR(a, b, c, d) (\a += b, d ^= a, d = ROTL(d,16),\c += d, b ^= c, b = ROTL(b,12),\a += b, d ^= a, d = ROTL(d, 8),\c += d, b ^= c, b = ROTL(b, 7))#define ROUNDS 20 void chacha_block(uint32_t out[16], uint32_t const in[16]){int i;uint32_t x[16];for (i = 0; i < 16; ++i)x[i] = in[i];// 10 loops × 2 rounds/loop = 20 roundsfor (i = 0; i < ROUNDS; i += 2) {// Odd roundQR(x[0], x[4], x[ 8], x[12]); // column 0QR(x[1], x[5], x[ 9], x[13]); // column 1QR(x[2], x[6], x[10], x[14]); // column 2QR(x[3], x[7], x[11], x[15]); // column 3// Even roundQR(x[0], x[5], x[10], x[15]); // diagonal 1 (main diagonal)QR(x[1], x[6], x[11], x[12]); // diagonal 2QR(x[2], x[7], x[ 8], x[13]); // diagonal 3QR(x[3], x[4], x[ 9], x[14]); // diagonal 4}for (i = 0; i < 16; ++i)out[i] = x[i] + in[i];} ChaChaはSHA-3選定の最終候補であったBLAKEの基礎となっている。

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