РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ШИФРОВАНИЯ AL04 И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-134-5-292-304Ключевые слова:
криптографическая стойкость, дифференциальный криптоанализ, линейный криптоанализ, алгебраический криптоанализАннотация
Переговоры, осуществляемые по любым средствам радиосвязи, не могут быть конфиденциальными по своей природе, так как возможен их перехват заинтересованными лицами. Так как защита радиопереговоров является актуальным вопросом, то в качестве решения предложено дооснащение системы радиосвязи модулем криптографической защиты информации, который функционально будет размещаться в отдельном корпусе и включаться в разрыв между радиостанцией и тангентой. Разрабатываемые средства криптографической защиты информации являются полностью отечественным продуктом. Алгоритм шифрования информации и схемные решения отвечают требованиям информационной безопасности и «прозрачны» для сертификации по государственному стандарту СТ РК 1073-2007. Для модуля защиты информации разработан новый алгоритм шифрования AL04. В данной работе приводится описание этого алгоритма и результаты оценки его криптографических свойств. Основные параметры AL04: длина блока – 128 бит; длина ключа – 128 бит; количество раундов – 8. Также получены результаты оценки стойкости разработанного алгоритма шифрования к различным методам криптоанализа. В частности, было продемонстрировано, что разработанный алгоритм шифрования обеспечивает необходимый уровень устойчивости к линейному и дифференциальному криптоанализу. Кроме того, был проведен линейный криптоанализ полного алгоритма, и алгоритм шифрования AL04 показал высокий уровень безопасности против этого типа криптоанализа. Алгоритм шифрования AL04 также был подвергнут алгебраическому криптоанализу. Результаты исследования показывают, что этот алгоритм демонстрирует сильные криптографические свойства.
Библиографические ссылки
[1] Бабенко Л.К., Ищукова Е.А. Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа. – М.: Гелиос АРВ, 2006. – 376 с.
[2] Haitner, I., Vadhan, S. (2017). The Many Entropies in One-Way Functions. In: Lindell, Y. (eds) Tutorials on the Foundations of Cryptography. Information Security and Cryptography. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57048-8_4 [Accessed: 23.02.2024]
[3] Панасенко С.П. Алгоритмы шифрования. Специальный справочник. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 576 с.
[4] Zhang, W., Cao, M., Guo, J., & Pasalic, E. Improved Security Evaluation of SPN Block Ciphers and its Applications in the Single-key Attack on SKINNY. IACR Transactions on Symmetric Cryptology, 2019, vol. 4, pp. 171–191. https://doi.org/10.13154/tosc.v2019.i4.171-191 [Accessed: 17.02.2024]
[5] Бондаренко А., Маршалко Г., Шишкин В. ГОСТ Р 34.12–2015: чего ожидать от нового стандарта? // Information Security/ Информационная безопасность. – 2015. - №4. – С. 48-50.
[6] Hongru W., Yifan Z. Impossible Differential Cryptanalysis and Linear Cryptanalysis for Eight-Sided Fortress Algorithm. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, vol.45(3), pp. 793-799. doi: 10.11999/JEIT221092 [Accessed: 20.02.2024]
[7] Algazy K.T., Babenko L.K., Biyashev R.G., Ishchukova E.A., Kapalova N.A., Nysynbaeva S.E., Andrzej S. Differential Cryptanalysis of New Qamal Encryption Algorithm. International journal of electronics and telecommunications, 2020, vol. 4, pp. 647-653
[8] Liu, F., Isobe, T., Meier, W. MILP-Based Differential Attack on Round-Reduced GIFT (2019) Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 11405 LNCS, pp. 372-390. doi: 10.1007/978-3-030-12612-4_19 [Accessed: 17.02.2024]
[9] Sze L.Y., Duc-Phong L., Khoongming K. Improved algebraic attacks on lightweight block ciphers. Journal of Cryptographic Engineering 2021, vol. 11, pp.1-9, doi:10.1007/s13389-020-00237-4 [Accessed: 25.01.2024]
[10] Kapalova N, Nyssanbayeva S., Varennikov A., Dyusenbayev D., Sakan K. Higher professional and postgraduate training of information security specialists. Global Journal of Engineering Education, Australia, 2022. V.24, No.3, pp. 232–238. Available at: http://wiete.com.au/journals/GJEE/Publish/vol24no3/10-Sakan-K.pdf. [Accessed: 13.01.2024]
[11] Алгазы К.Т., Капалова Н.А., Сакан К.С., Хомпыш А. Модификация алгоритма шифрования «AL01» // АЭБУ Хабаршысы №1, 2022, - стр.162-170.
[12] Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка системы управления криптографическими ключами». - 2020 г. - № гос. регистрации 0118РК000117.
[13] Biham E., ShamirA. Differential Cryptanalysis of DES-like Cryptosystems. Journal of Cryptology, 1991, vol. 4, pp. 3–72.
[14] Matsui, M Linear Cryptanalysis Method for DES Cipher. Advances in Cryptology - EUROCRYPT ’93. 1993, pp. 386–397
[15] Nicolas T., Courtois, Josef Pieprzyk. Cryptanalysis of Block Ciphers with Overdefined Systems of Equations. Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2002, pp. 267-287.
[16] Courtois N., Goubin L., Meier W, Tacier J. Solving Underdefined Systems of Multivariate Quadratic Equations. PKC 2002, Springer, pp. 211-227. doi: 10.1007/3-540-45664-3_15
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Нурсулу Капалова, Сауле Нысанбаева, Дилмуханбет Дюсенбаев, Ардабек Хомпыш

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.