Аналітичні оцінки стійкості немарковських симетричних блочних шифрів до диференціального криптоаналізу
| dc.contributor.author | Яковлєв, Сергій Володимирович | |
| dc.contributor.degreedepartment | Кафедра математичних методів захисту інформації | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Фізико-технічний інститут | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-12-15T16:11:38Z | |
| dc.date.available | 2014-12-15T16:11:38Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a candidate degree in technical sciences, speciality 05.13.21 – information security systems. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2014. This work is dedicated to design and analysis of new approaches of provable security of iterated block ciphers against differential cryptanalysis, and to implement them for block cipher schemes’ security evaluation. Non-Markov ciphers are mostly considered. Analytic evaluation of provable and practical security against differential cryptanalysis was done for couple of wide-used cipher schemes, for example, balanced and unbalanced Feistel-like schemes, generalized Feistel networks, SP-networks of common and special forms. Pseudo-Feistel transformation, a new type of cryptographic mappings, was presented and properly analysed from the point of provable security against differential cryptanalysis. New technique for construction of upper bounds of differential probabilities was proposed; this one generalizes existing approaches and allows to formalize a procedure of provable security estimation for block ciphers. Special software was created for implementing proposed technique, and provable security of some classes of generalized Feistel-like networks were estimated with this software. A new block cipher algorithm was created; its security against differential cryptanalysis was proven using presented theoretical results. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.21 – системы защиты информации. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2014. Работа посвящена разработке и анализу новых подходов к оцениванию теоретической (доказательной) стойкости итеративных блочных шифров к дифференциальному криптоанализу и применению их для оценивания стойкости схем блочного шифрования; основное внимание уделено немарковским шифрам. В работе изложены следующие результаты. Получены аналитические оценки теоретической и практической стойкости немарковских вариантов ряда широкоиспользуемых схем блочного шифрования. Данные оценки строятся из соответствующих параметров нелинейных узлов замены и функций линейного перемешивания, которые используются в алгоритме шифрования, с учётом структуры самого шифра. Среди прочего, уточнены известные результаты для схемы Фейстеля и её аналога, схемы MISTY; получены новые результаты для другого аналога схемы Фейстеля – так называемой R-схемы. Рассмотрены несбалансированные варианты упомянутых фейстель-подобных схем, для которых также получены оценки стойкости к дифференциальному криптоанализу; показано, что несбалансированные схемы Фейстеля являются нестойкими к данному виду анализа, в то время как несбалансированные L-схема и R-схема могут быть даже более стойкими, чем их сбалансированные варианты. Введено и проанализировано новый тип криптографических преобразований –псевдофейстелевские преобразования типа 1, 2 и 3, обобщающие рассмотренные выше фейстель-подобные схемы. В частности, исследованы безключевые преобразования такого вида, а также двухраундовые шифры, в которых замешивание с ключом выполняется при помощи побитового, модульного или поблокового сложения. Для всех рассматриваемых преобразований были получены оценки стойкости к дифференциальному криптоанализу и полностью описаны классы дифференциалов, которые потенциально могут иметь высокие вероятности. Создана и предложена методика построения аналитических оценок верхних границ дифференциальных вероятностей для схем блочного шифрования, которая обобщает существующие подходы и позволяет формализовать процедуру построения оценок стойкости к дифференциальному криптоанализу. На основании созданной методики разработана программная реализация, при помощи которой был проведён анализ стойкости ряда обобщённых фейстель-подобных схем: CAST-подобных шифров, Skipjack-подобных шифров, CLEFIA-подобных шифров и т.д. Для этих схем подсчитаны оценки стойкости к дифференциальному криптоанализу в зависимости от количества раундов. Проанализирован другой обширный класс симметричных шифров – подстановочно-перестановочные сети (SP-сети). Для случая, когда в ключевом сумматоре используется операция блочной структуры, были получены аналитические оценки стойкости к дифференциальному криптоанализу SP-сетей общего вида; данные оценки разнятся в зависимости от формы и параметров используемого в шифре линейного перемешивающего преобразования. Показано, как данные результаты переносятся на каскадные SP-сети типа HIEROCRYPT. Для SP-сетей, имеющих AES-подобную структуру, были получены существенно более точные оценки стойкости к дифференциальному анализу. Также были получены оценки стойкости для SAFER-подобных схем шифрования. На основании этих результатов впервые были получены численные оценки теоретической стойкости к дифференциальному криптоанализу для шифра «Калина». На основе проведённых исследований создан новый алгоритм шифрования, доказательно стойкий к дифференциальному криптоанализу. Данный алгоритм основан на современных принципах синтеза блочных шифров, имеет консервативную структуру и, по предварительным оценкам, является защищённым от различных видов криптоанализа. Предлагаемый шифр может использоваться в средствах криптографической защиты информации широкого профиля. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.21 – системи захисту інформації. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2014. Робота присвячена розробленню та аналізу нових підходів до оцінювання теоретичної (доказової) стійкості ітеративних блочних шифрів до диференціального криптоаналізу та їх застосуванню до оцінювання стійкості схем блочного шифрування; основну увагу зосереджено на немарковських шифрах. Одержано аналітичні оцінки теоретичної та практичної стійкості немарковських варіантів ряду широковживаних схем блочного шифрування: збалансованих та незбалансованих фейстель-подібних схем, узагальнених схем Фейстеля, SP-мереж загального та часткового виду. Введено та досліджено новий тип криптографічних перетворень – псевдофейстелівські перетворення, для яких також одержані оцінки стійкості до диференціального криптоаналізу. Розроблено та обґрунтовано методику побудови аналітичних оцінок верхніх меж диференціальних імовірностей для схем блочного шифрування, яка узагальнює існуючі підходи та дозволяє формалізувати процедуру побудови оцінок стійкості до диференціального криптоаналізу. На основі створеної методики розроблена програмна реалізація, за допомогою якої був проведений аналіз стійкості ряду узагальнених фейстель-подібних схем. На основі результатів проведених досліджень створено новий алгоритм шифрування, доказово стійкий до диференціального криптоаналізу. | uk |
| dc.format.page | 22 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/9823 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.056.55:519.2 | uk |
| dc.title | Аналітичні оцінки стійкості немарковських симетричних блочних шифрів до диференціального криптоаналізу | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.21 – системи захисту інформації | uk |