ای۵ ۱

ای۵/۱. A۵/۱ یک رمز دنباله ای است که در جهت حفظ حریم خصوصی در تلفن های همراه استاندارد جی اس ام به کار رفته است. این سیستم رمزنگاری در ابتدا به شکل محرمانه ارائه شد، این رمز یکی از هفت رمزی است که مختص جی اس ام ساخته شد امّا بعداً به واسطهٔ مهندسی معکوس به شکل عمومی شناخته شد. ضعف های جدی و قابل توجّه ای در این سیستم رمزنگاری وجود دارد.
A۵/۱ در اروپا و ایالات متّحدهٔ آمریکا مورد استفاده قرار می گرفت. سیستم رمز A۵/۲ یک نسخهٔ عمداً ضعیف شدهٔ این الگوریتم بود که برای صادرات به برخی از کشورها مورد استفاده قرار گرفت. [ ۱] A۵/۱ در سال ۱۹۸۷ و در زمانی که جی اس ام هنوز در خارج از اروپا مورد استفاده نبود طراحی شد، درصورتی که A۵/۲ در سال ۱۹۸۹ طراحی شد. گرچه هر دو الگوریتم پس از طراحی محرمانه باقی ماندند، امّا طراحی کلی آن ها در سال ۱۹۹۴ لو رفت. همچنین این الگوریتم ها در سال ۱۹۹۹ به صورت کامل، از طریق مهندسی معکوس توسط مارک بریکنو لو رفتند. در سال ۲۰۰۰ حدود ۱۳۰ میلیون مشتری از A۵/۱ برای حفظ محرمانگی مکالماتشان استفاده می کردند. این عدد در سال ۲۰۱۴ به ۷ میلیارد نفر رسید.
در سیستم A۵/۱ در هر ۴٫۶۱۵ هزارم ثانیه، ۱۱۴ بیت ارسال می شود. این ۱۱۴ بیت با دنبالهٔ ۱۱۴ بیتی که از یک مولد خارج می شود، XOR شده و سپس مدوله شده و ارسال می شود. A۵/۱ برای فعال سازی به یک کلید ۶۴ بیتی و یک عدد ۲۲ بیتی عمومی به نام شمارهٔ فریم نیاز دارد. پیاده سازی های قدیمی تر جی اس ام، برای تولید کلید از Comp128v۱ استفاده می کردند که ده بیت کلید خروجی آن همواره برابر صفر بود و در واقع طول مؤثّر کلید در آن ۵۴ بیت بود. این ضعف با معرّفی Comp128v۲ بر طرف شد. هنگام کار کردن در مد GPRS/EDGE، پهنای باند بیشتر اجازهٔ استفاده از فریم های ۳۴۸ بیتی را نیز فراهم می کند. در این شرایط در رمز دنباله ای از A۵/۳ استفاده می شود. در A۵/۱ از سه ثبات تغییر بازخورد خطی با کلاک نامنظّم استفاده می شود که XOR خروجی آنها، به عنوان خروجی مولد مورد استفاده قرار می گیرد.
اعمال کلاک به هر ثبات در هر کلاک توسط قاعدهٔ اکثریت تعیین می شود. هر رجیستر یک بیت دارد که شیفت خوردن آن در هر کلاک از روی آن معلوم می شود. ( این بیت با رنگ زرد در شکل نمایش داده شده است. ) اگر بیت متناظر با هر ثبات با بیتی که اکثریت را بین سه بیت مذکور تشکیل می دهد برابر باشد، آنگاه آن ثبات شیفت می خورد. بنابرین در هر سیکل، حداقل دو ثبات شیفت خورده و همچنین در هر کلاک هر ثبات به احتمال ۳/۴ شیفت می خورد. در ابتدا تمام ثبات ها با مقدار اولیّهٔ صفر مقداردهی می شوند، سپس طی ۶۴ کلاک، پیش از کلاک iام، کم ارزش ترین بیت هر رجیستر با بیت iام کلید XOR می شود.