توفيش

في علم التشفير ، تُعدّ خوارزمية توفيش خوارزمية تشفير متناظرة تعتمد على الكتل ، ويبلغ حجم الكتلة فيها 128 بت ، بينما يصل حجم المفتاح إلى 256 بت. وقد كانت من بين الخوارزميات الخمس المتأهلة للتصفيات النهائية في مسابقة معيار التشفير المتقدم ، إلا أنها لم تُعتمد كمعيار. وترتبط خوارزمية توفيش بخوارزمية التشفير السابقة بلوفيش .

تتميز خوارزمية Twofish باستخدامها لصناديق الاستبدال (S-boxes) المحسوبة مسبقًا والمعتمدة على المفتاح ، بالإضافة إلى جدول مفاتيح معقد نسبيًا . يُستخدم نصف مفتاح مكون من n بت كمفتاح التشفير الفعلي، بينما يُستخدم النصف الآخر لتعديل خوارزمية التشفير (صناديق الاستبدال المعتمدة على المفتاح). تستعير Twofish بعض العناصر من تصميمات أخرى؛ على سبيل المثال، تحويل شبه هادامارد ^{[ 3 ]} (PHT) من عائلة خوارزميات التشفير SAFER . تمتلك Twofish بنية فيستل مثل DES . كما تستخدم Twofish مصفوفة قابلة للفصل بمسافة قصوى .

عند طرح خوارزمية Twofish عام 1998، كانت أبطأ قليلاً من خوارزمية Rijndael (الخوارزمية المختارة لمعيار التشفير المتقدم AES ) بالنسبة للمفاتيح ذات 128 بت ، ولكنها كانت أسرع نوعاً ما بالنسبة للمفاتيح ذات 256 بت. ومنذ عام 2008، تضمنت جميع معالجات AMD وIntel تقريباً تسريعاً مادياً لخوارزمية Rijndael عبر مجموعة تعليمات AES ؛ وأصبحت تطبيقات Rijndael التي تستخدم مجموعة التعليمات هذه أسرع بكثير من تطبيقات Twofish (البرمجية). ^{[ 4 ]}

صُممت خوارزمية "توففيش" بواسطة بروس شناير ، وجون كيلسي ، ودوغ وايتينغ ، وديفيد فاغنر ، وكريس هول ، ونيلز فيرغسون : اجتمع "فريق توففيش الموسع" لإجراء المزيد من التحليلات المشفرة للخوارزمية. ومن بين المشاركين الآخرين في مسابقة AES: ستيفان لوكس ، وتادايوشي كوهنو ، ومايك ستاي .

لم تُسجّل خوارزمية تشفير Twofish ببراءة اختراع ، وقد وُضع تطبيقها المرجعي في الملكية العامة . ونتيجةً لذلك، يُمكن لأي شخص استخدام خوارزمية Twofish مجانًا دون أي قيود. وهي إحدى الخوارزميات القليلة المُدرجة في معيار OpenPGP (RFC 9580). مع ذلك، لم تشهد Twofish انتشارًا واسعًا مقارنةً بخوارزمية Blowfish ، التي كانت متاحة لفترة أطول.

أثناء تصميم خوارزمية Twofish، كان الأداء عاملاً بالغ الأهمية. صُممت الخوارزمية بحيث تسمح بموازنة الأداء على عدة مستويات، تبعاً لأهمية سرعة التشفير، واستخدام الذاكرة، وعدد البوابات المنطقية، وإعداد المفاتيح، وغيرها من المعايير. وهذا ما يتيح خوارزمية مرنة للغاية، يمكن تطبيقها في تطبيقات متنوعة.

توجد عدة خيارات للموازنة بين المساحة والوقت، سواء في البرمجيات أو الأجهزة، في نظام Twofish. ومن أمثلة هذه الخيارات الحساب المسبق للمفاتيح الفرعية أو صناديق الاستبدال، مما قد يؤدي إلى زيادة السرعة بمقدار الضعف أو أكثر. إلا أن ذلك يأتي على حساب زيادة سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) اللازمة لتخزينها.

تستند جميع التقديرات الواردة في الجدول أدناه إلى تقنية CMOS  الحالية 0.35 ميكرومتر .

في عام 1999، نشر نيلز فيرغسون هجومًا تفاضليًا مستحيلًا يكسر 6 جولات من أصل 16 جولة من إصدار المفتاح ذي 256 بت باستخدام ²²⁵⁶ خطوة. ^{[ 2 ]}

اعتبارًا من عام 2000أفضل تحليل تشفيري منشور لخوارزمية تشفير الكتلة Twofish هو تحليل تشفير تفاضلي مُقتطع للنسخة الكاملة المكونة من 16 جولة. تزعم الورقة البحثية أن احتمالية وجود تفاضلات مُقتطعة هي 2⁻⁵⁷.³ ^لكل كتلة، وأن الأمر سيتطلب ما يقرب من ^2⁵¹ نصًا عاديًا مختارًا (ما يعادل 32 بيتابايت من البيانات) للعثور على زوج جيد من التفاضلات المُقتطعة. ^{[ 1 ]} 

رد بروس شناير في تدوينة عام 2005 بأن هذه الورقة لم تقدم هجومًا كاملاً لتحليل الشفرات، بل مجرد بعض الخصائص التفاضلية المفترضة: "ولكن حتى من منظور نظري، فإن برنامج Twofish ليس معطلاً بأي شكل من الأشكال. لم تكن هناك أي إضافات لهذه النتائج منذ نشرها في عام 2000." ^{[ 6 ]}

• ثري فيش
• معيار التشفير المتقدم
• معيار تشفير البيانات

• بروس شناير؛ جون كيلسي؛ دوغ وايتينغ؛ ديفيد فاغنر؛ كريس هول؛ نيلز فيرغسون (15 يونيو 1998). "خوارزمية تشفير السمكتين" ( ملف PDF / PostScript ) . تحليل الشفرات . تاريخ الاسترجاع: 14 يناير 2013 .
• بروس شناير؛ جون كيلسي؛ دوغ وايتينغ؛ ديفيد فاغنر؛ كريس هول؛ نيلز فيرغسون (22 مارس 1999). خوارزمية تشفير توفيش: تشفير كتلي 128 بت . مدينة نيويورك : جون وايلي وأولاده . ISBN 0-471-35381-7.

• صفحة ويب Twofish، تتضمن المواصفات الكاملة، وشفرة المصدر المجانية، وموارد أخرى متعلقة بـ Twofish من إعداد بروس شناير
• تشفيرات 256 بت – تطبيق مرجعي لـ Twofish وشفرة مشتقة
• منتجات تستخدم منتجات توفيش من تصميم بروس شناير
• خوارزمية أفضل: رينديل أم توفيش؟ (من موقع sci.crypt)
• تسمية خوارزميات التشفير القياسية : توفيش