Cтатистична атака на комбінувальні генератори гами з нерівномірним рухом
Вантажиться...
Дата
2025
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
Комбінувальнігенератори гами з нерівномірним рухом є основою для побудови низки потокових шифрів, найвідомішими з яких є шифри сім’ї 5Aта Alpha1. Кожен такий генератор складається з декількох двійкових лінійних регістрів зсуву, булевої комбінувальної функції та блоку управління рухом регістрів, який визначає правила, за якими останні зсуваються в процесі вироблення шифрувальної гами. Незважаючи на певні слабкості відомих потокових шифрів, побудованих на базі комбінувальних генераторів гами з нерівномірним рухом, такі генератори досі викликають теоретичний та прикладний інтерес внаслідок простоти їхньої будови та потенційної здатності забезпечувати стійкість до широкого класу атак за умови належного вибору їхніх компонент. У статті досліджуються комбінувальні генератори гами, кожен регістр яких або зсувається на один крок, або простоює в кожному такті, причому один з регістрів рухається рівномірно. Раніше авторами статті показано, що зазначеним генераторам притаманна слабкість, яка полягає у статистичній залежності між кожними сусідніми знаками їхніх вихідних послідовностей. Основним результатом цієї статті є статистична атака, яка базується на зазначеній слабкості. Запропонована атака спрямована на відновлення початкового стану регістру, що рухається рівномірно, за відомою вихідною послідовністю генератора або декількома такими послідовностями, які виробляються генератором в режимі реініціалізації початкового стану. Показано, що в останньому випадку складність атаки залежитьлінійно від довжини зазначеного регістру. Отримано аналітичну оцінку обсягу матеріалу, потрібного для реалізації запропонованої атаки з потрібною достовірністю. Зокрема, показано, що для шифру Alpha1 відповідний обсяг матеріалу становить приблизно 300 відрізків гами поряд з відповідними їм векторами ініціалізації. Сформульовано умови, які послаблюють стійкість генераторів з нерівномірним рухом відносно запропонованої атаки. Вони полягають в тому, що коефіцієнти Уолша-Адамара комбінувальної функції приймають нульові значення на всіх векторах ваги 0 і 1 та ненульові значення на певних векторах ваги 2. Показано, що ці умови виконуються для генератора гами шифру Alpha1. При цьому середній обсяг матеріалу, потрібного для відновлення початкового стану довільного генератора гами, який задовольняє наведені умови, є за порядком таким самим, що і для шифру Alpha1.
Опис
Ключові слова
криптографічний захист інформації, комбінувальний генератор гами з нерівномірним рухом, статистична атака, перетворення Уолша-Адамара, 51/A, Alpha1, cryptographic information protection, combination keystream generators with irregular clocking, statistical attack, Walsh-Hadamard transform, A5/1
Бібліографічний опис
Матійко, А. Cтатистична атака на комбінувальні генератори гами з нерівномірним рухом / Александра Матійко, Антон Олексійчук // Information Technology and Security. – 2025. – Vol. 13, Iss. 1 (24). – Pp. 32-42. – Bibliogr.: 17 ref.