Фільтрувальні генератори гами зі змінними функціями переходів над скінченними полями характеристики 2

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМатійко, Александра
dc.contributor.authorОлексійчук, Антон
dc.date.accessioned2025-04-10T13:38:18Z
dc.date.available2025-04-10T13:38:18Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractФільтрувальні генератори гами є традиційною основою для створення синхронних потокових шифрів. Вони будуються за допомогою лінійних регістрів зсуву (як правило, над полем з двох елементів) та нелінійних функцій ускладнення, до яких висувається низка вимог з погляду стійкості генераторів відносно відомих атак. Інтенсивні дослідження фільтрувальних генераторів гами протягом останніх десятиліть показують, що задовольнити зазначені вимоги, не погіршуючи продуктивність генераторів, виявляється дуже складною задачею. Попри велику кількість публікацій, присвячених побудові функцій ускладнення з відомими “гарними криптографічними властивостями”, застосування таких функцій на практиці часто-густо стає неприйнятим внаслідок громіздкості їхніх конструкцій, що уповільнює функціонування відповідних генераторів, особливо при програмній реалізації. У статті пропонується спосіб подолання відзначених труднощів шляхом застосування додаткового секретного параметра, що визначає вигляд функції переходів генератора. Така модифікація надає змогу підвищити стійкість генератора (в порівнянні з традиційними фільтрувальними генераторами гами) відносно відомих атак, не збільшуючи довжину його початкового стану. Зокрема, розглянуто конкретний варіант побудови генератора з функцією ускладнення, яка визначається за допомогою підстановок, що використовуються в алгоритмі шифрування “Калина”. Отримано нижню оцінку періодів вихідних послідовностей запропонованих генераторів. Проведено також дослідження їхньої стійкості відносно відомих атак, зокрема, атаки балансування типу Беббіджа-Голіча; атаки, пов’язаної з малою кількістю доданків у поліноміальному представленні функції ускладнення (що негативно відбивається на значенні еквівалентної лінійної складності вихідних послідовностей генератора); природної кореляційної атаки, пов’язаної зі специфікою запропонованої схеми побудови генератора; алгебраїчних атак типу Куртуа-Майєра. На завершенні статі зазначено, як вибирати компоненти запропонованих генераторів гами для забезпечення їхньої стійкості на заздалегідь визначеному рівні.
dc.description.abstractotherFilter generators are a traditional basis for creating synchronous stream ciphers. They are built with the help of linear shift registers (usually over a field of two elements) and nonlinear complexity functions, which are subject to a number of requirements in terms of the generators security against known attacks. Intensive researches of filter generators during the last decades show that meeting these requirements without degrading the performance of the generators is a very difficult task. Despite a large number of publications devoted to the construction of complexity functions with known “good cryptographic properties”, the usage of such functions in practice often becomes unacceptable due to the bulkiness of their constructions, which slows down the functioning of the corresponding generators, especially during software implementation. The way to overcome the noted difficulties by using an additional secret parameter that determines the appearance of the generator transitions’ function is proposed. Such a modification makes it possible to increase the security of generator (compared to traditional filter generators) against known attacks without increasing the length of its initial state. In particular, a specific version of a generator construction with a complexity function, which is determined with the help of substitutions used in the “Kalyna” encryption scheme, is considered. A lower estimate of the output sequences periods of the proposed generators was obtained. A research of their security to known attacks, in particular, Babbage-Golic balancing attack; an attack associated with a small number of terms in the polynomial representation of the complexity function (which negatively affects the value of the equivalent linear complexity of the output sequences of the generator); a natural correlation attack associated with the specifics of the proposed generator construction scheme; algebraic attacks of the Courtois-Mayer type were also conducted. At the end of the article, it is indicated how to choose the components of the proposed generators to ensure their security at a predetermined level.
dc.format.pagerangePp. 31-43
dc.identifier.citationМатійко, А. Фільтрувальні генератори гами зі змінними функціями переходів над скінченними полями характеристики 2 / Александра Матійко, Антон Олексійчук // Information Technology and Security. – 2024. – Vol. 12, Iss. 1 (22). – Pp. 31-43. – Bibliogr.: 17 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-1031.2024.12.1.306256
dc.identifier.orcid0000-0002-6947-5958
dc.identifier.orcid0000-0003-4385-4631
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73342
dc.language.isouk
dc.publisherInstitute of Special Communication and Information Protection of National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofInformation Technology and Security, Vol. 12, Iss. 1 (22)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectкриптографічний захист інформації
dc.subjectпотоковий шифр
dc.subjectфільтрувальний генератор гами
dc.subjectфункція переходів
dc.subjectалгебраїчна атака
dc.subjectстатистична атака
dc.subjectобґрунтування стійкості
dc.subjectcryptographic protection of information
dc.subjectstream cipher
dc.subjectfilter generator
dc.subjecttransition function
dc.subjectalgebraic attack
dc.subjectstatistical attack
dc.subjectsecurity proof
dc.subject.udc004.056
dc.titleФільтрувальні генератори гами зі змінними функціями переходів над скінченними полями характеристики 2
dc.title.alternativeFilter generators with variable transition functions over finite fields of characteristic 2
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
31-43.pdf
Розмір:
595.86 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information Technology and Security, Vol. 12, Iss. 1 (22)