Статья

Название статьи ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ШИФРА КУЗНЕЧИК
Автор Л.К. Бабенко, Е.А. Ищукова, Е.А. Толоманенко
Рубрика РАЗДЕЛ I. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
Месяц, год 05, 2017
Индекс УДК 004.021
DOI
Аннотация Целью данной работы является исследование, разработка и реализация алгоритма Кузнечик, который является частью стандарта ГОСТ Р 34.12-2015, а также алгоритма для его дифференциального анализа. В ходе проведения исследований рассмотрен алгоритм Кузнечик, разработана рабочая программа шифрования и расшифрования на основе данного алгоритма. Для проведения анализа трех раундов шифра впервые была предложена схема построения раундовых дифференциалов, основанная на свойствах нелинейного преобразования S и линейного преобразования L. С использованием предложенных разностных характеристик был разработан и реализован алгоритм нахождения правильных пар текстов, подтверждающий работоспособность предложенного способа анализа. В результате выполнения работы разработаны, реализованы и протестированы алгоритм шифрования Кузнечик, а также алгоритм нахождения пар текстов для дифференциального анализа трех раундов шифрования. Программы выполнены на языке программирования C++ в среде разработки Microsoft Visual Studio C++. Результаты исследований подробно описаны, показаны на примерах, структурированы в хронологической последовательности и наглядно отображены в виде иллюстраций, таблиц и схем в тексте данной статьи. Полученный алгоритм шифрования и его программную реализацию можно использовать для зашифрования и расшифрования данных. Разработанный алгоритм нахождения правильных пар текстов для дифференциального анализа и его программную реализацию можно использовать в дальнейшем для продолжения исследований алгоритма Кузнечик и блочных шифров, в целом, а также для усовершенствования метода дифференциального анализа, увеличения количества исследуемых раундов и нахождения оптимизированного метода анализа алгоритма Кузнечик.

Скачать в PDF

Ключевые слова Криптография; блочный шифр; SP-сеть; криптоанализ; дифференциальный криптоанализ; шифр "Кузнечик"; ГОСТ Р 34.12-2015.
Библиографический список 1. Кузнечик (шифр). – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кузнечик_(шифр) (дата обращения 29.04.2017).
2. Криптографическая защита информации Блочные шифры – ГОСТ Р 34.12 – 2015.
– URL: https://www.tc26.ru/standard/gost/GOST R 3412-2015.pdf (дата обращения: 29.04.2017).
3. Ищукова Е.А., Кошуцкий Р.А., Бабенко Л.К. Разработка и реализация высокоскоростного шифрования с использованием алгоритма "Кузнечик" // Журнал Auditorium. – 2015.
– Вып. № 4 (8). "Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства".
4. Толоманенко Е. А. Программная реализация шифра "Кузнечик" // Материалы IX Меж-дународной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум» – 2017. "Актуальные проблемы информационной безопасности".
5. Дифференциальный криптоанализ. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Дифференциаль-ный_криптоанализ (дата обращения 29.04.2017).
6. Бабенко Л.К., Ищукова Е.А. Анализ симметричных криптосистем // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 12 (137). – C. 136-147.
7. Бабенко Л.К., Ищукова Е.А. Современные алгоритмы шифрования и методы их анализа: учеб. пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2006. – 376 c.
8. Biham E., Shamir A., Differential Cryptanalysis of the Full 16-round DES, Crypto'92, Springer-Velgar, 1998. – 487 p.
9. Biham E., Shamir A., Differential Cryptanalysis of DES-like Cryptosystems, Extended Abstract, Crypto'90, Springer-Velgar, 1998. – 2 p.
10. Бабенко Л.К. Ищукова Е.А. Дифференциальный криптоанализ блочных шифров с при-менением распределенных вычислений // Материалы Международной научно-технической конференции «Многопроцессорные вычислительные и управляющие системы – 2007». Т. 1 – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. – С. 222 -227.
11. Ищукова Е.А., Бабенко Л.К. Поиск дифференциалов с максимальными вероятностями // Проблемы информатизации общества. – Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН, 2008. – С. 115-120.
12. Babenko L.K., Ishchukova E.A. Differential Analysis GOST Encryption Algorithm // Proceed-ings of the 3rd Internaternational Conference of Security of Information and Networks
(SIN 2010). – P. 149-157, ACM, New York, 2010.
13. Бабенко Л.К., Ищукова Е.А. Анализ современных криптографических систем с помощью метода дифференциального криптоанализа // Актуальные аспекты защиты информации в Южном федеральном университете: монография. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – С. 102-181.
14. Бабенко Л.К., Ищукова Е.А. Учебное пособие по курсу "Криптографические методы и средства обеспечения информационной безопасности". – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – 148 с.
15. Панасенко С. Алгоритмы шифрования. Специальный справочник. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 576 с.
16. Шнайер Б. Прикладная криптография: Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. – М.: ТРИУМФ, 2002. – 648 c.
17. Столлингс В., Криптография и защита сетей: принципы и практика. – 2-е изд.: пер. с англ. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2001.
18. Бабенко Л.К. Мишустина (Ищукова) Е.А. Применение методов криптоанализа для ис-следования стойкости современных блочных шифров // Тезисы докладов X всероссийской научной конференции “Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы”. – М.: МИФИ, 2003.
19. В ГОСТе сидел «Кузнечик». – URL: https://habrahabr.ru/post/266359/ (дата обращения 29.04.2017).
20. Ищукова Е.А., Калмыков И.А. Дифференциальные свойства S-блоков замены для алго-ритма ГОСТ 28147-89 // Инженерный вестник Дона. – 2015. – № 4. –http://www.ivdon.ru/ ru/magazine/archive/n4y2015/3284.

Comments are closed.