Record Details

УЗАГАЛЬНЕНА СТАТИСТИЧНА АТАКА НА СИНХРОННІ ПОТОКОВІ ШИФРИ

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title УЗАГАЛЬНЕНА СТАТИСТИЧНА АТАКА НА СИНХРОННІ ПОТОКОВІ ШИФРИ
GENERALIZED STATISTICAL ATTACK ON SYNCRONOUS STREAM CIPHERS
ОБОБЩЕННАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ АТАКА НА СИНХРОННЫЕ ПОТОЧНЫЕ ШИФРЫ
 
Creator Алексейчук, Антон Николаевич; НТУУ «КПІ»
Конюшок, Сергей Николаевич; НТУУ «КПІ»
Сторожук, Артем Юрьевич; НТУУ «КПІ»
 
Subject Інформаційна безпека
потоковий шифр; нелінійний криптоаналіз; атака на основі підібраних векторів ініціалізації; алгебраїчно вироджена функція; знаходження наближень булевих функцій.
УДК 621.391:519.2
Information Security
stream cipher; non-linear cryptanalysis; chosen IV attack; algebraic degenerate function; finding approximations of Boolean functions.
UDC 621.391:519.2
Информационная безопасность
поточный шифр; нелинейный криптоанализ; атака на основе подобранных векторов инициализации; алгебраически вырожденная булева функция; нахождение приближений булевых функций.
УДК 621.391:519.2
 
Description На сьогодні найбільш потужними атаками на синхронні потокові шифри є атаки на основі підібраних векторів ініціалізації. До них відносяться кубічна атака Дінура-Шаміра, статистична атака Фішера-Хазаї-Майєра (FKM), а також їх різні модифікації та вдоско-налення. Атака FKM будується на основі статистичних наближень булевих функцій, пов’язаних з алгоритмами шифрування, функціями, які залежать лишевід деяких розрядів ключа. Розробниками атаки запропоновано спосіб знаходження зазначених наближень, але не надано теоретичного обґрунтування ефективності цього способу. Крім того, залишається відкритим питання про те, чи можливо підвищити ефективність атаки FKM, вибираючи наближення збільш широкого класу булевих функцій. В даній статті пропонується атака на синхронні потокові шифри, яка узагальнює як кубічну атаку, так і атаку FKM. Ця атака базується на алгебраїчно вироджених наближеннях булевих функцій, що надає більше можливостей для реалізації основної ідеї атаки FKM. Запропоновано поліноміальний ймовірнісний алгоритм побудови зазначених наближень за відомими підпросторами, що є допустимими для заданої булевої функції. Показано, що вибираючи певним чином параметрицього алгоритму, можна будувати атаки на синхронні потокові шифри, значно більш ефективні в порівнянні з повним перебором ключів.
Nowadays chosen IV attacks on synchronous streamciphers are the most powerful. These include Dinur-Shamir cube attack, statistical Fisher-Khazaei-Meier(FKM) attack, and their different modifications and improvements.The FKM attack is based on statistical approximations(depended only on some key bits) of Booleanfunctions associated with encryption algorithms. Attack’developers suggested a method for finding theseapproximations but didn’t provide a theoretical justificationof such method’ efficiency. Also there is an openquestion: is it possible to increase attack’ efficiency bychoosing approximations from a wider class of Booleanfunctions. We propose a generalization of cube attack andstatistical attack FKM on synchronous stream ciphers.This attack is based on algebraic degenerate approximationsof Boolean functions that provides more opportunitiesfor implementation of FKM attack’ basic idea. Wealso propose a polynomial probabilistic algorithm forconstruction of such approximations from known subspacesacceptable for defined Boolean function. We showthat the proposed algorithm allows us to construct muchmore efficient attacks on synchronous stream cipherscompared with exhaustive search.
В настоящее время наиболее мощными атаками на синхронные поточные шифры являются атаки на основе подобранных векторов инициализации. К ним относятся кубическая атака Динура-Шамира, статистическая атака Фишера-Хазаи-Майера (FKM), а также их различные модификации и усовершенствования. Атака FKM строится на основе статистических приближений булевых функций, связанных с алгоритмами шифрования, функциями, зависящими лишь от некоторых разрядов ключа. Разработчиками атаки предложен способ нахождения указанных приближений, однако недано теоретического обоснования эффективности этого способа. Кроме того, остается открытым вопрос о том, можноли повысить эффективность атаки FKM, выбирая приближения из более широкого класса булевых функций. В настоящей статье предлагается атака на синхронные поточные шифры, обобщающая как кубическую атаку, так и атакуFKM. Эта атака базируется на алгебраически вырожденных приближениях булевых функций, что предоставляет больше возможностей для реализации основной идеи атаки FKM. Предложен полиномиальный вероятностный алгоритм построения указанных приближений по известным подпространствам, допустимым для заданной булевой функции. Показано, что, выбирая определенным образом параметры этого алгоритма, можно строить атаки на синхронные поточные шифры, заметно более эффективные по сравнению с полным перебором ключей.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2015-09-25
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ZI/article/view/9532
10.18372/2410-7840.17.9532
 
Source Ukrainian Information Security Research Journal; Том 17, № 3 (2015); 246-255
Защита информации; Том 17, № 3 (2015); 246-255
Захист інформації; Том 17, № 3 (2015); 246-255
 
Language ru
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms: Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоронности, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ