BKW-атака на шифросистеми NTRUCIPHER та NTRUCIPHER+
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Institute of Special Communication and Information Protection of National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
Анотація
У зв’язку з появою квантових комп’ютерів, що суттєво зменшить час вирішення певних задач, безпека багатьох стандартизованих криптосистем знаходиться під загрозою. Це стимулювало NISTу 2016 році запустити відкритий конкурс на створення нових постквантових стандартів. Улітку 2020 року алгоритм NTRU–один із найшвидших постквантових алгоритмів, побудований на основі решіток в евклідовому просторі (1996 р.) –увійшов у сімку фіналістів цього конкурсу. Проте лише в 2017 році запропоновано аналог цієї шифросистеми –симетрична шифросистема NTRUCipher. Проведені попередні дослідження цієї шифросистеми, проте не проаналізовано її стійкість відносно природної атаки з підібраним відкритим текстом, яка полягає у складанні системи лінійних рівнянь зі спотвореними правими частинами (над певним скінченним полем простого порядку) та її розв’язанні за допомогою узагальненого алгоритму BKW. В даній статті вперше запропонована шифросистема NTRUCipher+. Її головною відмінністю є використання додаткового випадкового полінома при зашифруванні. Досліджено стійкість шифросистем NTRUCipherта її модифікації NTRUCipher+ відносно BKW-атаки. Подібна атака є можливою саме для симетричних NTRU-подібних шифросистем, проте вона не була розглянута раніше. Отримано аналітичні (верхні та нижні) оцінкискладності BKW-атаки на NTRUCipherі NTRUCipher+. Проведено порівняння цих шифросистем за довжиною шифрованих повідомлень відносно BKW-атаки при певних однакових фіксованих параметрах. Показано, що підвищення стійкості шифросистеми NTRUCipherвідносно BKW-атаки завдяки використанню додаткового доданку при зашифруванні, майже повністю нівелюється збільшенням верхньої межі ймовірності помилки розшифрування. Проведені дослідження дозволили порівняти ці шифросистеми за стійкістю та практичністю, а такожзробити висновок про недоцільність використовувати NTRUCipher+ для підвищення стійкості шифросистеми NTRUCipherвідносно BKW-атаки. Надаліпланується розробити методи побудови симетричних аналогів криптосистеми NTRUна основі інших загальних конструкцій, що базуються на решітках.
Опис
Ключові слова
postquantum cryptography, lattice-based cryptography, NTRUCipher, NTRUCipher, BKW-attack, Fourier transform, постквантова криптографія, криптографія на решітках, NTRUCipher,NTRUCipher+, BKW-атака, перетворення Фур’є
Бібліографічний опис
Матійко, А. BKW-атака на шифросистеми NTRUCIPHER та NTRUCIPHER+ / Матійко Александра Андріївна // Information Technology and Security. – 2020. – Vol. 8, Iss. 2 (15). – Pp. 164–176. – Bibliogr.: 14 ref.