НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 519.713; 004.056.55.

Россия, МГТУ им. Н.Э. Баумана

pk.iu8@yandex.ru

В работе предложен метод построения блочных шифров, основанный на использовании обобщённых клеточных автоматов. В качестве структуры шифров используется схема Фейстеля, функция усложнения которой является псевдослучайной функцией, построенной с использованием обобщённого клеточного автомата, граф которого является графом Рамануджана. Проведено эмпирическое исследование статистических свойств построенных шифров, посредством применения тестов NIST, которое показало, что шифры обладают всеми необходимыми статистическими свойствами и неотличимы от псевдослучайных подстановок. Шифры, построенные с помощью разработанного метода, могут найти практическое применение в целом ряде задач обеспечения информационной безопасности.

Список литературы

1. Ключарёв П.Г. Клеточные автоматы, основанные на графах Рамануджана, в задачах генерации псевдослучайных последовательностей // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 10. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/241308.html (дата обращения 19.12.2012).

2. Ключарёв П.Г. О вычислительной сложности некоторых задач на обобщенных клеточных автоматах // Безопасность информационных технологий. 2012. № 1. Режим доступа: http://www.pvti.ru/data/file/bit/2012_1/part_4.pdf (дата обращения 19.12.2012).

3. Ключарёв П.Г. О периоде обобщённых клеточных автоматов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 2. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/340943.html (дата обращения 19.12.2012).

4. Ключарёв П.Г. Обеспечение криптографических свойств обобщённых клеточных автоматов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 3.Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/358973.html  (дата обращения 19.12.2012).

5. Ключарёв П. Г. Построение псевдослучайных функций на основе обобщённых клеточных автоматов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 10. DOI: 10.7463/1112.0496381

6. Ключарёв П. Г. NP-трудность задачи о восстановлении предыдущего состояния обобщенного клеточного автомата // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 1. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/312834.html  (дата обращения 19.12.2012).

7. Сухинин Б. М. Высокоскоростные генераторы псевдослучайных последовательностей на основе клеточных автоматов // Прикладная дискретная математика. 2010. № 2. С. 34-41.

8. Сухинин Б. М. О некоторых свойствах клеточных автоматов и их применении в структуре генераторов псевдослучайных последовательностей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2011. № 2. С. 68-76.

9. Davidoff G., Sarnak P., Valette A. Elementary number theory, group theory and Ramanujan graphs. Cambridge University Press, 2003. 144 p. (London Mathematical Society Student Texts, vol. 55.).

10. Hoory S., Linial N., Wigderson A. Expander graphs and their applications // Bulletinof the American Mathematical Society. 2006. Vol. 43, no. 4. P. 439-562.

11. Knudsen L., Robshaw M. The block cipher companion. Springer, 2011.

12. Lubotzky A., Phillips R., Sarnak P. Explicit expanders and the ramanujan conjectures // STOC '86 Proceedings of the eighteenth annual ACM symposium on Theory of computing. New York, NY: ACM, 1986. P. 240-246. DOI: 10.1145/12130.12154.

13. Lubotzky A., Phillips R., Sarnak P. Ramanujan graphs // Combinatorica. 1988. Vol. 8, no. 3. P. 261-277.

14. Luby M., Rackoff C. How to construct pseudorandom permutations from pseudorandom functions // SIAM Journal on Computing. 1988. Vol. 17, no. 2. P. 373-386.

15. Sarnak P. Some applications of modular forms. Cambridge: Cambridge University Press, 1990. (Cambridge Tracts in Mathematics, vol. 99).

16. Schneier B., Sutherland P. Applied cryptography: protocols, algorithms, and source code in C. John Wiley & Sons Inc., 1995.

17. Soto J. Statistical testing of random number generators // Proceedings of the 22^nd National Information Systems Security Conference. Gaithersburg, MD, 1999. Vol. 10. P. 12.

18. Soto J., Bassham L. Randomness testing of the advanced encryption standard finalist candidates : Rep. DTIC Document, 2000.

19. Rukhin A., Soto J., Nechvatal J., et al. A statistical test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications : Rep. DTIC Document,  2001.