混乱と拡散
クロード・シャノンによる暗号設計の二大原則。鍵と暗号文の関係を隠し、平文の統計を全体に散らすこと。
シャノンは1945年の機密報告書でこれらを示し、1949年に「秘匿系の通信理論」として公表した。混乱とは、暗号文の各ビットが鍵に複雑で非線形な形で依存すべきだという原則。拡散とは、平文の1ビットを反転させると暗号文の多くのビットが変わるべきだという原則で、これにより文字の頻度やパターンが透けて見えなくなる。
古典暗号はせいぜい片方しか満たせなかった。換字は少しの混乱を、転置は少しの拡散を与えるが、頻度分析は朝飯前にその両方を破った。現代のブロック暗号はこの二つをラウンドごとに交互に重ねる。混乱にはSボックス、拡散には置換と線形混合だ。DESもAESも、雪崩効果が現れるまでシャノンのレシピを繰り返したものにほかならない。