-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
Expand file tree
/
Copy pathchacha20.html
More file actions
1725 lines (1438 loc) · 82.4 KB
/
chacha20.html
File metadata and controls
1725 lines (1438 loc) · 82.4 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
<!DOCTYPE html>
<html lang="uk">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Симулятор ChaCha20 (4-бітна версія)</title>
<style>
body {
font-family: 'Arial', sans-serif;
max-width: 1000px;
margin: 0 auto;
padding: 20px;
background-color: #f5f5f5;
color: #333;
}
h1, h2, h3 {
color: #2c3e50;
text-align: center;
}
.container {
background-color: white;
border-radius: 10px;
padding: 20px;
box-shadow: 0 4px 6px rgba(0,0,0,0.1);
margin-bottom: 20px;
}
.matrices-container {
display: flex;
justify-content: space-around;
flex-wrap: wrap;
margin-bottom: 20px;
}
.matrix-wrapper {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin: 10px;
}
.matrix {
display: inline-block;
border: 2px solid #3498db;
border-radius: 5px;
margin: 10px;
padding: 10px;
background-color: #ecf0f1;
}
.matrix-row {
display: flex;
}
.matrix-cell {
width: 80px;
height: 80px;
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
justify-content: center;
border: 1px solid #3498db;
margin: 5px;
font-weight: bold;
font-size: 14px;
background-color: white;
transition: all 0.5s ease;
}
.binary {
font-family: monospace;
font-size: 12px;
color: #2c3e50;
}
.decimal {
font-size: 16px;
margin-top: 5px;
}
.highlight {
background-color: #f39c12 !important;
transform: scale(1.1);
}
.constant-cell {
background-color: #3498db;
color: white;
}
.key-cell {
background-color: #e74c3c;
color: white;
}
.counter-cell {
background-color: #2ecc71;
color: white;
}
.nonce-cell {
background-color: #9b59b6;
color: white;
}
.controls {
display: flex;
justify-content: center;
gap: 10px;
margin: 20px 0;
}
button {
padding: 10px 20px;
background-color: #3498db;
color: white;
border: none;
border-radius: 5px;
cursor: pointer;
font-size: 16px;
transition: background-color 0.3s;
}
button:hover {
background-color: #2980b9;
}
button:disabled {
background-color: #95a5a6;
cursor: not-allowed;
}
.arrow {
font-size: 24px;
margin: 0 10px;
color: #e74c3c;
}
.explanation {
background-color: #d5edff;
padding: 15px;
border-radius: 5px;
margin-top: 20px;
}
.step-indicator {
text-align: center;
font-weight: bold;
margin: 10px 0;
color: #3498db;
}
.animation-area {
min-height: 150px;
border: 1px dashed #3498db;
border-radius: 5px;
padding: 10px;
margin: 15px 0;
position: relative;
}
.quarter-round {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin: 10px;
padding: 10px;
border: 1px solid #3498db;
border-radius: 5px;
background-color: #f8f9fa;
}
.operation {
display: flex;
align-items: center;
margin: 5px 0;
}
.operation-step {
margin: 0 5px;
font-weight: bold;
}
.state-container {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
}
.state-row {
display: flex;
}
.state-cell {
width: 60px;
height: 60px;
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
justify-content: center;
border: 1px solid #3498db;
margin: 2px;
font-weight: bold;
background-color: white;
}
.highlight-operation {
background-color: #f39c12 !important;
}
.quarter-rounds-container {
display: flex;
flex-wrap: wrap;
justify-content: center;
gap: 10px;
margin: 15px 0;
}
.color-legend {
display: flex;
justify-content: center;
flex-wrap: wrap;
gap: 15px;
margin: 15px 0;
}
.legend-item {
display: flex;
align-items: center;
margin: 5px;
}
.legend-color {
width: 20px;
height: 20px;
margin-right: 8px;
border: 1px solid #333;
}
.legend-text {
font-size: 14px;
}
/* ПОЯСНЕННЯ a, b, c, d */
.variable-mapping {
margin-top: 15px;
background-color: #f0f8ff;
padding: 10px;
border-radius: 5px;
border: 1px solid #3498db;
width: 90%;
max-width: 600px;
}
.variable-mapping code {
background-color: #e0e0e0;
padding: 2px 4px;
border-radius: 3px;
}
.comparison-table {
overflow-x: auto;
margin: 20px 0;
}
.comparison-table table {
width: 100%;
border-collapse: collapse;
background: rgba(255,255,255,0.1);
border-radius: 8px;
overflow: hidden;
}
.comparison-table th,
.comparison-table td {
padding: 12px 15px;
text-align: left;
border-bottom: 1px solid rgba(255,255,255,0.2);
}
.comparison-table th {
background: rgba(255,215,0,0.3);
font-weight: bold;
}
.comparison-table tr:hover {
background: rgba(255,255,255,0.1);
}
</style>
</head>
<body>
<h3> ChaCha20 Симетричне шифрування (4-бітна версія)</h3>
<div class="container">
<div class="color-legend">
<div class="legend-item">
<div class="legend-color" style="background-color: #3498db;"></div>
<div class="legend-text">Константи (синій)</div>
</div>
<div class="legend-item">
<div class="legend-color" style="background-color: #e74c3c;"></div>
<div class="legend-text">Ключ (червоний)</div>
</div>
<div class="legend-item">
<div class="legend-color" style="background-color: #2ecc71;"></div>
<div class="legend-text">Лічильник (зелений)</div>
</div>
<div class="legend-item">
<div class="legend-color" style="background-color: #9b59b6;"></div>
<div class="legend-text">Nonce (фіолетовий)</div>
</div>
</div>
<div class="matrices-container">
<div class="matrix-wrapper">
<h2>Початковий стан (4x4)</h2>
<div class="matrix" id="state-matrix">
</div>
</div>
<div class="matrix-wrapper">
<h2>Ключ (32 біти)</h2>
<div class="matrix" id="key-matrix">
</div>
</div>
</div>
<div class="controls">
<button id="reset-btn">Почати заново</button>
<button id="prev-step" disabled>← Попередній крок</button>
<button id="next-step">Наступний крок →</button>
</div>
<div class="step-indicator" id="step-indicator">Крок 0: Початковий стан</div>
<div class="animation-area" id="animation-area">
</div>
<div class="explanation" id="explanation">
<p>ChaCha20 - це сучасний потоковий шифр, який використовує прості операції: додавання, XOR та циклічний зсув.</p>
<p>У цій спрощеній версії ми працюємо з 4-бітними словами (0-15) замість 32-бітних.</p>
<p>Натисніть "Наступний крок", щоб побачити процес шифрування покроково.</p>
</div>
</div>
<div class="theory-section">
<h2>Теоретичні основи ChaCha20</h2>
<div class="theory-subsection">
<h3>Порівняння з методом одноразового блокноту</h3>
<p><strong>Метод одноразового блокноту (One-Time Pad)</strong> - це єдиний математично доведений абсолютно стійкий шифр, але він має практичні недоліки:</p>
<ul>
<li>Вимагає ключ такої ж довжини, як і повідомлення</li>
<li>Ключ можна використовувати лише один раз</li>
<li>Складність розповсюдження та зберігання довгих ключів</li>
</ul>
<p><strong>ChaCha20 як практична альтернатива:</strong></p>
<ul>
<li>Використовує короткий ключ (256 біт) для генерації необмеженої кількості ключового потоку</li>
<li>Nonce забезпечує унікальність ключового потоку для кожного повідомлення</li>
<li>Практично стійкий при правильному використанні</li>
<li>Ефективний для шифрування потоків даних</li>
</ul>
</div>
<div class="theory-subsection">
<h3>Властивості ARX (Addition-Rotation-XOR)</h3>
<p>ARX - це криптографічна конструкція, що поєднує три прості операції:</p>
<div class="arx-properties">
<div class="arx-item">
<h4>Додавання (Addition)</h4>
<ul>
<li><strong>Нелінійність:</strong> Додавання за модулем 2ⁿ створює нелінійне перетворення</li>
<li><strong>Перенесення:</strong> Впливає на старші біти, забезпечуючи дифузію</li>
<li><strong>Асиметрія:</strong> Операція не є інволюцією</li>
</ul>
</div>
<div class="arx-item">
<h4>Циклічний зсув (Rotation)</h4>
<ul>
<li><strong>Дифузія:</strong> Поширює вплив кожного біта по всьому слову</li>
<li><strong>Ефективність:</strong> Швидка операція на сучасних процесорах</li>
<li><strong>Зв'язок бітів:</strong> З'єднує віддалені біти слова</li>
</ul>
</div>
<div class="arx-item">
<h4>XOR (виключне АБО)</h4>
<ul>
<li><strong>Лінійність:</strong> Забезпечує лінійне перемішування</li>
<li><strong>Інволюція:</strong> Операція обернена сама собі</li>
<li><strong>Баланс:</strong> Зберігає рівномірність розподілу</li>
</ul>
</div>
</div>
<p><strong>Криптографічні властивості ARX у хешуванні:</strong></p>
<ul>
<li><strong>Стійкість до диференціального криптоаналізу</strong> через нелінійність додавання</li>
<li><strong>Швидка дифузія</strong> завдяки комбінації операцій</li>
<li><strong>Відсутність таблиць замін (S-блоків)</strong> - менша ймовірність side-channel атак</li>
<li><strong>Простота аналізу</strong> через елементарні операції</li>
</ul>
</div>
<div class="theory-subsection">
<h3>Застосування у сучасних технологіях</h3>
<div class="applications">
<div class="application-item">
<h4>Інтернет-протоколи</h4>
<ul>
<li><strong>TLS 1.2/1.3:</strong> ChaCha20-Poly1305 як альтернатива AES-GCM</li>
<li><strong>QUIC:</strong> Основний шифр у протоколі Google</li>
<li><strong>WireGuard VPN:</strong> Використовує ChaCha20 для високошвидкісного шифрування</li>
</ul>
</div>
<div class="application-item">
<h4>Операційні системи</h4>
<ul>
<li><strong>Linux:</strong> /dev/urandom використовує ChaCha20 як CSPRNG</li>
<li><strong>Android:</strong> Шифрування файлової системи</li>
<li><strong>iOS/macOS:</strong> Використання в криптографічних бібліотеках</li>
</ul>
</div>
<div class="application-item">
<h4>Мобільні додатки</h4>
<ul>
<li><strong>Signal:</strong> Шифрування повідомлень</li>
<li><strong>WhatsApp:</strong> End-to-end шифрування</li>
<li><strong>Багато інших месенджерів</strong> через його ефективність на мобільних пристроях</li>
</ul>
</div>
</div>
</div>
<div class="theory-subsection">
<h3>Порівняння з іншими методами шифрування</h3>
<div class="comparison-table">
<table>
<thead>
<tr>
<th>Характеристика</th>
<th>ChaCha20</th>
<th>AES</th>
<th>RSA</th>
<th>ECC</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>Тип шифру</td>
<td>Потоковий</td>
<td>Блочний</td>
<td>Асиметричний</td>
<td>Асиметричний</td>
</tr>
<tr>
<td>Швидкість</td>
<td>⭐⭐⭐⭐⭐</td>
<td>⭐⭐⭐⭐</td>
<td>⭐</td>
<td>⭐⭐</td>
</tr>
<tr>
<td>Розмір ключа</td>
<td>256 біт</td>
<td>128/192/256 біт</td>
<td>2048+ біт</td>
<td>256+ біт</td>
</tr>
<tr>
<td>Область застосування</td>
<td>Шифрування даних</td>
<td>Шифрування даних</td>
<td>Обмін ключами, підписи</td>
<td>Обмін ключами, підписи</td>
</tr>
<tr>
<td>Реалізація</td>
<td>Програмна (швидка)</td>
<td>Апаратна (швидка)</td>
<td>Повільна</td>
<td>Середня швидкість</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p><strong>Переваги ChaCha20:</strong></p>
<ul>
<li>Висока швидкість на програмних реалізаціях</li>
<li>Стійкість до timing-атак</li>
<li>Простота реалізації та аналізу</li>
<li>Ефективність на мобільних пристроях</li>
</ul>
</div>
<div class="theory-subsection">
<h3>Генерація спільного ключа сеанса</h3>
<p>Симетричні шифри, як ChaCha20, вимагають попереднього обміну секретним ключем. Для цього використовуються:</p>
<div class="key-exchange-methods">
<div class="method">
<h4>Асиметричне шифрування</h4>
<ul>
<li><strong>RSA:</strong> Одна сторона генерує сеансовий ключ і шифрує його публічним ключем другої сторони</li>
<li><strong>Шифрування на основі ECC:</strong> Більш ефективне за RSA</li>
</ul>
</div>
<div class="method">
<h4>Протоколи обміну ключами</h4>
<ul>
<li><strong>Diffie-Hellman:</strong> Дозволяє двом сторонам створити спільний секрет через незахищений канал</li>
<li><strong>ECDH:</strong> Еліптична версія Diffie-Hellman з кращою ефективністю</li>
</ul>
</div>
<div class="method">
<h4>Гібридні системи</h4>
<ul>
<li>Асиметричне шифрування для обміну симетричним ключем</li>
<li>Симетричне шифрування (ChaCha20) для шифрування даних</li>
<li>Поєднання безпеки та ефективності</li>
</ul>
</div>
</div>
<p><strong>Типовий сценарій використання:</strong></p>
<ol>
<li>Клієнт і сервер виконують обмін ключами за допомогою ECDH</li>
<li>Створюється спільний сеансовий ключ</li>
<li>Для кожного повідомлення генерується унікальний nonce</li>
<li>Дані шифруються за допомогою ChaCha20 з сеансовим ключем</li>
<li>Після завершення сеансу ключ видаляється</li>
</ol>
</div>
<div class="theory-subsection">
<h3>Криптографічна стійкість</h3>
<p>ChaCha20 демонструє високу криптографічну стійкість завдяки:</p>
<ul>
<li><strong>20 раундам перемішування</strong> - значно більше, ніж мінімально необхідно</li>
<li><strong>ARX конструкції</strong> - стійкості до багатьох видів криптоаналізу</li>
<li><strong>Простоти дизайну</strong> - легше аналізувати на наявність вразливостей</li>
<li><strong>Відсутності таблиць замін</strong> - унеможливлює багато side-channel атак</li>
</ul>
<p>На даний момент не існує практичних атак на повну версію ChaCha20, що робить його одним з найбезпечніших сучасних шифрів.</p>
</div>
</div>
<script>
// Константи для симулятора
const STEPS = [
"Початковий стан",
"Ініціалізація стану",
"Раунд 1: Quarter Round 1 (Стовпці)",
"Раунд 1: Quarter Round 2 (Стовпці)",
"Раунд 1: Quarter Round 3 (Стовпці)",
"Раунд 1: Quarter Round 4 (Стовпці)",
"Раунд 2: Quarter Round 1 (Діагоналі)",
"Раунд 2: Quarter Round 2 (Діагоналі)",
"Раунд 2: Quarter Round 3 (Діагоналі)",
"Раунд 2: Quarter Round 4 (Діагоналі)",
"Додавання початкового стану",
"Генерація ключового потоку",
"Шифрування повідомлення",
"Роль Лічильника: Наступний блок", // НОВИЙ КРОК
"Завершено"
];
// Початкові значення
let currentStep = 0;
let initialState = [];
let currentState = [];
let key = [];
let nonce = [];
let counter = 0;
// Константи для 4-бітної версії (за модулем 2^4)
let constants = [6, 7, 8, 9]; // Спрощені константи
// Елементи DOM
const stepIndicator = document.getElementById("step-indicator");
const explanation = document.getElementById("explanation");
const animationArea = document.getElementById("animation-area");
const prevStepBtn = document.getElementById("prev-step");
const nextStepBtn = document.getElementById("next-step");
const resetBtn = document.getElementById("reset-btn");
const stateMatrix = document.getElementById("state-matrix");
const keyMatrix = document.getElementById("key-matrix");
// Функція для генерації випадкового 4-бітного числа
function generateRandom4Bit() {
return Math.floor(Math.random() * 16);
}
// Функція для ініціалізації стану
function initializeState() {
// Константи
initialState[0] = constants[0];
initialState[1] = constants[1];
initialState[2] = constants[2];
initialState[3] = constants[3];
// Ключ (32 біти = 8 слів по 4 біти)
for (let i = 0; i < 8; i++) {
key[i] = generateRandom4Bit();
initialState[4 + i] = key[i];
}
// Лічильник
counter = generateRandom4Bit();
initialState[12] = counter;
// Nonce (12 біт = 3 слова по 4 біти)
for (let i = 0; i < 3; i++) {
nonce[i] = generateRandom4Bit();
initialState[13 + i] = nonce[i];
}
// Копіюємо початковий стан для подальших обчислень
currentState = [...initialState];
}
// Функція для форматування 4-бітного числа у двійковому вигляді
function toBinary4Bit(value) {
return value.toString(2).padStart(4, '0');
}
// Функція для оновлення відображення матриці стану
function updateStateMatrix() {
stateMatrix.innerHTML = '';
for (let i = 0; i < 4; i++) {
const row = document.createElement("div");
row.className = "matrix-row";
for (let j = 0; j < 4; j++) {
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "matrix-cell";
const index = i * 4 + j;
const value = currentState[index];
// Додаємо двійкове та десяткове представлення
const binary = document.createElement("div");
binary.className = "binary";
binary.textContent = toBinary4Bit(value);
const decimal = document.createElement("div");
decimal.className = "decimal";
decimal.textContent = value;
cell.appendChild(binary);
cell.appendChild(decimal);
// Різне забарвлення для різних частин стану
if (index < 4) {
cell.classList.add("constant-cell");
} else if (index < 12) {
cell.classList.add("key-cell");
} else if (index === 12) {
cell.classList.add("counter-cell");
} else {
cell.classList.add("nonce-cell");
}
row.appendChild(cell);
}
stateMatrix.appendChild(row);
}
}
// Функція для оновлення відображення ключа
function updateKeyMatrix() {
keyMatrix.innerHTML = '';
for (let i = 0; i < 2; i++) {
const row = document.createElement("div");
row.className = "matrix-row";
for (let j = 0; j < 4; j++) {
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "matrix-cell key-cell";
const index = i * 4 + j;
const value = key[index];
// Додаємо двійкове та десяткове представлення
const binary = document.createElement("div");
binary.className = "binary";
binary.textContent = toBinary4Bit(value);
const decimal = document.createElement("div");
decimal.className = "decimal";
decimal.textContent = value;
cell.appendChild(binary);
cell.appendChild(decimal);
row.appendChild(cell);
}
keyMatrix.appendChild(row);
}
}
// Функція для циклічного зсуву вліво для 4-бітних чисел
function rotateLeft4Bit(value, shift) {
// Маска для 4 бітів
const mask = 0b1111;
// Обмежуємо зсув до 4 біт
shift = shift % 4;
// Виконуємо циклічний зсув
return ((value << shift) | (value >>> (4 - shift))) & mask;
}
// Функція для quarter round операції для 4-бітних чисел
function quarterRound4Bit(a, b, c, d) {
// Крок 1: a = a + b
a = (a + b) & 0b1111; // Модуль 2^4
// Крок 2: d = d ⊕ a
d = d ^ a;
// Крок 3: d = d <<< 2 (замість 16 у 32-бітній версії)
d = rotateLeft4Bit(d, 2);
// Крок 4: c = c + d
c = (c + d) & 0b1111;
// Крок 5: b = b ⊕ c
b = b ^ c;
// Крок 6: b = b <<< 1 (замість 12 у 32-бітній версії)
b = rotateLeft4Bit(b, 1);
// Крок 7: a = a + b
a = (a + b) & 0b1111;
// Крок 8: d = d ⊕ a
d = d ^ a;
// Крок 9: d = d <<< 1 (замість 8 у 32-бітній версії)
d = rotateLeft4Bit(d, 1);
// Крок 10: c = c + d
c = (c + d) & 0b1111;
// Крок 11: b = b ⊕ c
b = b ^ c;
// Крок 12: b = b <<< 1 (замість 7 у 32-бітній версії)
b = rotateLeft4Bit(b, 1);
return [a, b, c, d];
}
// Функція для анімації quarter round
// Додано 'stateBefore' для коректного відображення 'a, b, c, d'
function animateQuarterRound(roundNumber, quarterNumber, indices, operationType, stateBefore) {
animationArea.innerHTML = '';
const container = document.createElement("div");
container.className = "quarter-round";
const title = document.createElement("h3");
title.textContent = `Раунд ${roundNumber}: ${operationType} Quarter Round ${quarterNumber}`;
container.appendChild(title);
// 3) ДОДАЄМО СХЕМУ QUARTER ROUND
const qrImage = document.createElement("div");
qrImage.style.textAlign = "center";
qrImage.style.padding = "10px";
qrImage.innerHTML = "";
container.appendChild(qrImage);
const stateContainer = document.createElement("div");
stateContainer.className = "state-container";
// Відображаємо стан *ДО* операції
for (let i = 0; i < 4; i++) {
const row = document.createElement("div");
row.className = "state-row";
for (let j = 0; j < 4; j++) {
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "state-cell";
const index = i * 4 + j;
const value = stateBefore[index]; // Використовуємо stateBefore
// Додаємо двійкове та десяткове представлення
const binary = document.createElement("div");
binary.className = "binary";
binary.textContent = toBinary4Bit(value);
const decimal = document.createElement("div");
decimal.className = "decimal";
decimal.textContent = value;
cell.appendChild(binary);
cell.appendChild(decimal);
// Підсвічуємо елементи, що беруть участь у quarter round
if (indices.includes(index)) {
cell.classList.add("highlight-operation");
}
row.appendChild(cell);
}
stateContainer.appendChild(row);
}
container.appendChild(stateContainer);
// 1) ПОЯСНЕННЯ a, b, c, d
const mapping = document.createElement("div");
mapping.className = "variable-mapping";
mapping.innerHTML = `
<h4>Відображення змінних:</h4>
<p>Для цього quarter round, <strong>до початку обчислень</strong>:</p>
<ul>
<li><strong>a</strong> = <code>стан[${indices[0]}]</code> (значення: ${stateBefore[indices[0]]})</li>
<li><strong>b</strong> = <code>стан[${indices[1]}]</code> (значення: ${stateBefore[indices[1]]})</li>
<li><strong>c</strong> = <code>стан[${indices[2]}]</code> (значення: ${stateBefore[indices[2]]})</li>
<li><strong>d</strong> = <code>стан[${indices[3]}]</code> (значення: ${stateBefore[indices[3]]})</li>
</ul>
<p>Формули (наприклад, <code>a = (a + b) mod 16</code>) використовують ці початкові значення, а потім оновлюють їх покроково.</p>
`;
container.appendChild(mapping);
// Операції quarter round
const operations = document.createElement("div");
operations.style.marginTop = "15px";
const op1 = document.createElement("div");
op1.className = "operation";
op1.innerHTML = `
<span class="operation-step">a = (a + b) mod 16</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">d = d ⊕ a</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">d = d <<< 2</span>
`;
const op2 = document.createElement("div");
op2.className = "operation";
op2.innerHTML = `
<span class="operation-step">c = (c + d) mod 16</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">b = b ⊕ c</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">b = b <<< 1</span>
`;
const op3 = document.createElement("div");
op3.className = "operation";
op3.innerHTML = `
<span class="operation-step">a = (a + b) mod 16</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">d = d ⊕ a</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">d = d <<< 1</span>
`;
const op4 = document.createElement("div");
op4.className = "operation";
op4.innerHTML = `
<span class="operation-step">c = (c + d) mod 16</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">b = b ⊕ c</span>
<span class="arrow">→</span>
<span class="operation-step">b = b <<< 1</span>
`;
operations.appendChild(op1);
operations.appendChild(op2);
operations.appendChild(op3);
operations.appendChild(op4);
container.appendChild(operations);
// Пояснення операцій ARX
const arxExplanation = document.createElement("div");
arxExplanation.style.marginTop = "15px";
arxExplanation.style.textAlign = "left";
arxExplanation.style.maxWidth = "600px";
arxExplanation.innerHTML = `
<p><strong>ARX операції (Addition-Rotation-XOR):</strong></p>
<ul>
<li><strong>Додавання (Addition)</strong> - забезпечує нелінійність та дифузію</li>
<li><strong>Циклічний зсув (Rotation)</strong> - поширює вплив бітів по всьому слову</li>
<li><strong>XOR</strong> - забезпечує лінійне перемішування</li>
</ul>
<p><strong>d = d <<< 2</strong> означає циклічний зсув вліво на 2 біти. Наприклад, 1101 <<< 2 = 0111</p>
<p>Ці три операції разом створюють складне нелінійне перетворення, важке для криптоаналізу.</p>
`;
container.appendChild(arxExplanation);
animationArea.appendChild(container);
}
// Функція для анімації додавання початкового стану
function animateFinalAddition() {
animationArea.innerHTML = '';
const container = document.createElement("div");
container.style.textAlign = "center";
const title = document.createElement("h3");
title.textContent = "Додавання початкового стану до результату раундів";
container.appendChild(title);
const explanation = document.createElement("div");
explanation.innerHTML = `
<p>Після 2 раундів (у спрощеній версії) ми додаємо початковий стан до отриманого результату.</p>
<p>Це робиться для того, щоб зробити процес оберненим для дешифрування.</p>
`;
container.appendChild(explanation);
const additionContainer = document.createElement("div");
additionContainer.style.display = "flex";
additionContainer.style.justifyContent = "center";
additionContainer.style.alignItems = "center";
additionContainer.style.marginTop = "15px";
const stateBefore = document.createElement("div");
stateBefore.className = "state-container";
stateBefore.style.marginRight = "20px";
const stateBeforeTitle = document.createElement("div");
stateBeforeTitle.textContent = "Результат раундів:";
stateBefore.appendChild(stateBeforeTitle);
for (let i = 0; i < 4; i++) {
const row = document.createElement("div");
row.className = "state-row";
for (let j = 0; j < 4; j++) {
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "state-cell";
const index = i * 4 + j;
const value = currentState[index];
const binary = document.createElement("div");
binary.className = "binary";
binary.textContent = toBinary4Bit(value);
const decimal = document.createElement("div");
decimal.className = "decimal";
decimal.textContent = value;
cell.appendChild(binary);
cell.appendChild(decimal);
row.appendChild(cell);
}
stateBefore.appendChild(row);
}
const plus = document.createElement("div");
plus.className = "arrow";
plus.textContent = "+";
plus.style.margin = "0 20px";
plus.style.fontSize = "24px";
const initialStateDiv = document.createElement("div");
initialStateDiv.className = "state-container";
initialStateDiv.style.marginRight = "20px";
const initialStateTitle = document.createElement("div");
initialStateTitle.textContent = "Початковий стан:";
initialStateDiv.appendChild(initialStateTitle);
for (let i = 0; i < 4; i++) {
const row = document.createElement("div");
row.className = "state-row";
for (let j = 0; j < 4; j++) {
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "state-cell";
const index = i * 4 + j;
const value = initialState[index];
const binary = document.createElement("div");
binary.className = "binary";