Мельничук Є. Д. Методи оцінки криптографічної придатності вузлів нелінійних замін блокових симетричних шифрів

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.21 - системи захисту інформації. - Харківський національний університет радіоелектроніки МОН України, Харків, 2013. Дисертаційна робота присвячена додатковому обґрунтуванню одного з центральних положень нового методу, який полягає в тому, що показники стійкості сучасних шифрів на відміну від існуючих підходів від властивостей застосованих S-блоків практично не залежать. У роботі виконано комплекс досліджень з малими та повномасштабними моделями шифрів, зокрема досліджень диференціальних та лінійних показників шифрів при застосуванні в них різних, у тому числі й випадкових S-блоків, що ґрунтовно свідчать про справедливість вихідного положення. Запропоновано та випробувано для застосування в сучасних шифрах (Rijndael, Калина, Мухомор, Лабіринт) S-блоки випадкового типу, які не знижують показників стійкості цих шифрів до атак диференціального і лінійного криптоаналізу. В процесі досліджень обґрунтована вдосконалена модель випадкової підстановки, яка будується на основі використання відомих та додатково введених критеріїв відбору. Зокрема, встановлено що підстановки що пройшли ці критерії (за інверсіями, зростаннями і циклами, а також додаткові критерії з використанням показників близькості законів розподілу переходів XOR таблиць та зміщень таблиць лінійних апроксимацій не є суттєво конструктивними для відбору підстановок з покращеними властивостями. У якості практичної доцільності підходу відбору випадкових підстановок сформульовано та теоретично обґрунтовано метод що ґрунтується на використанні властивостей вибірки випадкових підстановок який є узагальненням додатково введених критеріїв то дозволяє з високою ймовірністю отримувати підстановки, для яких значення максимумів диференціальних таблиць й максимумів зміщень таблиць лінійних апроксимацій співпадають з теоретичними значеннями максимумів таблиць випадкових підстановок. Ключові слова: блоковий симетричний шифр, диференціальний криптоаналіз, лінійний криптоаналіз, доказова стійкість, максимальна диференціальна ймовірність.