СТАТИСТИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ ХЕШ-ФУНКЦИИ, ПОСТРОЕННОЙ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СХЕМЫ SPONGE

Авторы

  • Руслан Оспанов Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева
  • Ержан Сейткулов Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева
  • Нурбек Сисенов Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева
  • Бану Ергалиева Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева
  • Нурлан Ташатов Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

Ключевые слова:

хеш-функция, Sponge, статистическое тестирование, информационная безопасность, криптография

Аннотация

Данная работа посвящена статистическому анализу криптографической хеш-функции, основанной на модифицированной популярной схеме «Sponge» (криптографическая губка). Основным и важным компонентом данной схемы является внутренняя функция, являющейся преобразованием фиксированной длины или перестановкой, оперирующей с фиксированным числом битов, составляющих внутреннее состояние функции. Классическая схема «Sponge» и большинство ее модификаций предполагают в своем составе только одну внутреннюю функцию. В работе приведены результаты статистического тестирования криптографической хеш-функции, основанной на модифицированной схеме Sponge, с одной внутренней функцией, построенной на основе обобщенной методологии проектирования AES. Для анализа была использована официальная программная реализация статистического набора тестов, рекомендованных Национальным институтом стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST). Данный  пакет тестов позволяет  определить,  насколько  криптографическая хеш-функция  статистически  безопасна  и  устойчива  к возникновению коллизий. Результаты тестов позволяют говорить об отсутствии дефектов в полученных с помощью рассматриваемого криптографического алгоритма хеширования последовательностях. Таким образом, рассматриваемый алгоритм обладает высоким уровнем статистической безопасности.

Биографии авторов

Руслан Оспанов, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

зам. декана факультета информационных технологий, старший научный сотрудник НИИ ИБ и криптологии,  Нур-Султан, Казахстан, ospanovrm@gmail.com

Ержан Сейткулов, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

к.ф.-м.н., профессор, директор НИИ ИБ и криптологии, Нур-Султан, Казахстан, yerzhan.seitkulov@gmail.com

Нурбек Сисенов, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

ст. преподаватель, научный сотрудник НИИ ИБ и криптологии, Нур-Султан, Казахстан, nurbek9291@mail.ru

Бану Ергалиева, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

докторант, научный сотрудник НИИ ИБ и криптологии,  Нур-Султан, Казахстан,  banu.yergaliyeva@gmail.com

Нурлан Ташатов, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

к.ф.-м.н., доцент, главный научный сотрудник НИИ ИБ и криптологии,  Нур-Султан, Казахстан,  tash.nur@mail.ru

Библиографические ссылки

[1] Andrew Rukhin, Juan Soto, James Nechvatal, Miles Smid, Elaine Barker, Stefan Leigh, Mark Levenson, Mark Vangel, David Banks, Alan Heckert, James Dray, San Vo. A statistical test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications // NIST Special Publication 800-22 (revised April, 2010 by Lawrence E. Bassham III)

[2] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н., Ергалиева Б.Б. Пример криптографической хеш-функции, построенной на основе модифицированной схемы Sponge // Вестник КазНИТУ.- Алматы: КазНИТУ, 2021.-№143(1). - С. 247-259

[3] Bertoni, G., Daemen, J., Peeters, M., Van Assche, G. Sponge functions // Ecrypt Hash Workshop 2007 (May 2007), http://www.csrc.nist.gov/pki/HashWorkshop/Public_Comments/2007_May.html

[4] Bertoni G., Daemen J, Peeters M., Van Assche G. Cryptographic sponge functions. Version 0.1, January 14, 2011, https://keccak.team/files/CSF-0.1.pdf.

[5] Bertoni G., Daemen J, Peeters M., Van Assche G. The Keccak reference. SHA-3 competition (round 3), 2011, https://keccak.team/sponge_duplex.html.

[6] Ospanov R.M., Seitkulov Ye.N., Zheptisbayeva A. A Sponge-Based Cryptographic Hash Function with Set of Internal Functions // Proceeding of the III International Turkic World Congress on Science and Engineering. - Niğde – Turkey, 14-15 June 2021. - pp. 10-15.

[7] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н., Арапов Н.К., Ергалиева Б.Б. Модификация схемы построения криптографических хеш-функций SPONGE // Вестник КазНИТУ. – Алматы: КазНИТУ, 2020. - N 5 (141). - C.520-525.

[8] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н. Киберщит: О различных реализациях схемы построения криптографических хэш-функций «Sponge» // Материалы Международной научно-практической Web-конференции «Военно-техническое обеспечение деятельности вооруженных сил: мировой опыт и тенденции развития», 20-22 июля 2020 года. - Нур-Султан: Из-во НУО, 2020. - С.305-308.

[9] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н., Ергалиева Б.Б., Сисенов Н.М.Пример внутренней функции для схемы Sponge, построенной на основе обобщенной методологии проектирования AES // Доклады БГУИР.-Минск: БГУИР, 2021.- Том19.- №3. -С. 89-95.

[10] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н. О способах проектирования внутренней функции для схемы построения криптографических хеш-функций SPONGE // Вестник КазНИТУ. – Алматы: КазНИТУ, 2020. - N 5 (141). - C.645-650.

[11] Оспанов Р.М., Сейткулов Е.Н., Сисенов Н.М., Ергалиева Б.Б.Пример внутренней функции для схемы Sponge // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления.- Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет, 2021.- Т.17.- Вып.3. - С. 287-293.

Опубликован

06.05.2022

Как цитировать

Оспанов, Р., Сейткулов, Е., Сисенов, Н., Ергалиева, Б., & Ташатов, Н. (2022). СТАТИСТИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ ХЕШ-ФУНКЦИИ, ПОСТРОЕННОЙ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СХЕМЫ SPONGE. Вестник КазАТК, 121(2). извлечено от https://vestnik.alt.edu.kz/index.php/journal/article/view/419

Выпуск

Раздел

Автоматика, телемеханика, связь, электроэнергетика, информационные системы

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)