Matematica e crittografia - Aritmetiche modulari
Operazioni in aritmetica modulo 2: XOR e AND
Il cifrario di Vernam - Il cifrario di Feistel

XORFV
FFV
VVF
⊕01
001
110

In un'aritmetica modulare di ordine 2, da non confondere con la numerazione binaria, ci sono solo due valori possibili, simboleggiati di solito con 0 e 1. Vediamo le operazioni aritmetiche fondamentali.

I casi possibili sono solo 4, Per l'addizione, simboleggiata con un più circoscritto ⊕, questi sono riassunti nella tavola a destra:

0 ⊕ 0 = 0      F XOR F = F
0 ⊕ 1 = 1      F XOR V = V
1 ⊕ 0 = 1      V XOR F = V
1 ⊕ 1 = 0      V XOR V = F

L'operazione ⊕ equivale all'operazione logica XOR, eXclusive OR o è vera l'una o è vera l'altra ma non tutte e due, come nel latino aut aut. Scrivendo F per falso al posto di 0, e V per vero al posto di 1 la tavola dell'operazione è identica.


XORFV
FFV
VVF
⊖01
001
110

In questo caso l'operazione inversa e cioè la sottrazione, simboleggiata con un meno circoscritto ⊖, ha la stessa tavola:

0 ⊖ 0 = 0      F XOR F = F
0 ⊖ 1 = 1      F XOR V = V
1 ⊖ 0 = 1      V XOR F = V
1 ⊖ 1 = 0      V XOR V = F

Quindi anche l'operazione ⊖ equivale all'operazione logica XOR, e questo è un vantaggio perché lo stesso circuito che realizza lo XOR serve per entrambe le operazioni. Nel cifrario di Vernam che si basa appunto su un'addizione modulo 2 tra chiaro e chiave, questo vuol dire che il circuito per cifrare serve anche per decifrare.


ANDFV
FFF
VFV
⊗01
000
101

Per la moltiplicazione, simboleggiata con un per circoscritto ⊗, questi sono riassunti nella tavola a destra:

0 ⊗ 0 = 0      F AND F = F
0 ⊗ 1 = 0      F AND V = F
1 ⊗ 0 = 0      V AND F = F
1 ⊗ 1 = 1      V AND V = V

L'operazione ⊗ equivale all'operazione logica AND, l'una e l'altra devono essere vere, come nel latino et. Anche qui ponendo F per 0 e V per 1, la tavola dell'operazione è identica.



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