Описание алгоритма. 
Реализация алгоритма симметричного шифрования ГОСТ 28147-89

Отечественный алгоритм шифрования ГОСТ 28 147–89 определен в стандарте. Алгоритм шифрует данные 64-битными блоками с использованием 256-битного ключа шифрования. Выполняется 32 раунда преобразований, в каждом из которых предусмотрены операции в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1.1.

• 1. Один из 32-битных субблоков данных складывается с 32-битным значением ключа раунда Ki по модулю 232.
• 2. Результат предыдущей операции разбивается на 8 фрагментов по 4 бита, которые параллельно «прогоняются» через 8 таблиц замен S1… S8.
• 3. 4-битные фрагменты (после замен) объединяются обратно в 32-битный субблок, значение которого циклически сдвигается влево на 11 бит.
• 4. Обработанный предыдущими операциями субблок накладывается на необработанный с помощью побитовой логической операции «исключающее или» (XOR).
• 5. Субблоки меняются местами [2].

Процедура расширения ключа в алгоритме ГОСТ 28 147–89, фактически, отсутствует: в раундах шифрования последовательно используются 32-битные фрагменты K1… K8 исходного 256-битного ключа шифрования в следующем порядке: K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, за исключением последних 8 раундов — в раундах с 25-го по 31-й фрагменты используются в обратном порядке.

Расшифрование полностью аналогично зашифрованию, но с другим порядком использования фрагментов ключа:

• 1. В прямом порядке — в первых 8 раундах;
• 2. В остальных раундах — в обратном порядке.

Выделяют четыре режима работы ГОСТ 28 147–89:

• · Описанный выше режим простой замены;
• · Режимы гаммирования и гаммирования с обратной связью, предусматривающие вычисление с помощью описанных выше преобразований псевдослучайной последовательности — гаммы шифра — и ее наложение на шифруемый текст;
• · Режим вычисления имитовставки — криптографической контрольной суммы, используемой для подтверждения целостности данных; в данном режиме выполняется 16 раундов преобразований вместо 32-х.

Алгоритм ГОСТ 28 147–89 можно использовать и в различных общеупотребительных режимах шифрования. Кроме того, на основе данного алгоритма построен отечественный стандарт хеширования ГОСТ Р 34.11−94.

Как видно из описания, алгоритм ГОСТ 28 147–89 является весьма простым в реализации, что является его несомненным достоинством [3].