Метод побудови обґрунтовано стійких симетричних NTRU-подібних шифросистем
Вантажиться...
Дата
2022
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
Асиметричні NTRU-подібні шифросистеми відносяться до найшвидших сучасних постквантових криптосистем. Вони будуються на основі простих (з погляду складності реалізації) перетворень у кільцях зрізаних поліномів та за умови належного вибору їхніх параметрів забезпечують потрібну стійкість відносно відомих атак. Стійкість таких шифросистем базується на складності знаходження коротких векторів у певних решітках в евклідовому просторі. До NTRU-подібних (або близьких до них типу Learning With Errors) криптосистем відноситься майже третина усіх постквантових криптографічних алгоритмів, представлених на конкурс NIST зі стандартизації постквантових криптопримітивів. Поряд з тим, є актуальною задача створення симетричних криптосистем, стійкість яких (аналогічно асиметричним) базується на складності розв’язання єдиної обчислювально складної задачі. На сьогодні відомо тільки одну симетричну NTRU-подібну шифросистему –NTRUCipher, яка виявляється не стійкою відносно певних атак на основі підібраних відкритих текстів. Метою цієї статті є розробка методу побудови симетричних NTRU-подібних шифросистем, які є обґрунтовано стійкими відносно зазначених атак (CPA-стійкими). Доведено, що стійкість запропонованих шифросистем базується на складності розв’язання задачі, відомої як Decision-Ring-LWE, що є однією з еталонних обчислювально складних задач у решітковій криптографії. Показано, що на відміну від раніше відомої шифросистеми NTRUCipher, запропоновані шифросистеми мають обґрунтовану стійкість відносно атак на основі підібраних відкритих повідомлень. При цьому запропоновані шифросистеми мають ту ж саму довжину секретного ключа, що і шифросистема NTRUCipher. Наведено алгоритм вибору параметрів запропонованих шифросистем, які забезпечують їхню стійкість на заздалегідь визначеному рівні. Зазначено, що час зашифрування чи розшифрування повідомлень у запропонованих шифросистемах є порівняним з відповідним часом у криптосистемі NTRU Prime, яка є одним з фіналістів конкурсу NIST зі створення нових постквантових криптографічних стандартів.
Опис
Ключові слова
post-quantum cryptography, symmetric encryption scheme, security proof, постквантова криптографія, симетрична шифросистема, NTRUCipher, NTRU Prime, обґрунтування стійкості
Бібліографічний опис
Матійко, А. Метод побудови обґрунтовано стійких симетричних NTRU-подібних шифросистем / Матійко Александра Андріївна, Олексійчук Антон Миколайович // Information Technology and Security. – 2022. – Vol. 10, Iss. 2 (19). – Pp. 165–176. – Bibliogr.: 24 ref.