Требования к симметричным блочным алгоритмам шифрования, разрабатываемым для программно-аппаратной реализации
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2021.v112.i4.12Ключевые слова:
симметричный блочный алгоритм, средство криптографической защиты информации, программная, программно-аппаратная и аппаратная реализации алгоритмов шифрования, криптографические примитивыАннотация
Программно-аппаратное средство криптографической защиты информации является одним из важнейших составляющих комплексного обеспечения информационной безопасности в инфокоммуникационных системах и компьютерных сетях. В данной статье изложены и систематизированы основные требования к современным средствам криптографической защиты информации (СКЗИ), приведены этапы разработки симметричного блочного алгоритма шифрования. Исходя из основных требований, предъявляемых к СКЗИ, определены критерии оценки разрабатываемых криптографических алгоритмов шифрования. Рассмотрены и определены возможности и необходимые ограничения видов криптографических преобразований (примитивов) при программно-аппаратной реализации разрабатываемого симметричного блочного алгоритма шифрования. На основе разрабатываемого алгоритма шифрования в СКТБ «Гранит» планируется реализовать модель программно-аппаратного комплекса для предварительного (линейного) шифрования данных с учетoм всех перечисленных требований и характеристик.
В статье представлена новая версия алгоритма шифрования «AL01», учитывающая все основные требования, предъявляемые при создании симметричных блочных шифров.
Библиографические ссылки
[1] Ivanov M.A., Chugunkov I.V., "Teoriya, primenenie i ocenka kachestva generatorov psevdosluchajnyh posledovatelnostej [Theory, application, and quality assessment of pseudorandom sequence generators]", Moscow, K-OBRAZ (2003), 136, [in Russian].
[2] Babenko L.K., Ischukova E.A., "Sovremennye algoritmy blochnogo shifrovaniya i metody ih analiza [Modern block cipher algorithms and methods for their analysis]", Moscow, Helios ARV (2006), p. 376, [in Russian].
[3] Schneier B., "Applied Cryptography.: Protocols, Algorithms, and Source Code in C". 2-nd ed.; John Wiley & Sons, Inc. (1996): 118.
[4] Ivanov M.A., " Kriptograficheskie metody zashchity informacii v komp'yuternyh sistemah i setyah [Cryptographic methods of information security in computer systems and networks]", Moscow, K-OBRAZ (2001), 368, [in Russian].
[5] Gorbenko I. D., Dolgov V., Oleynikov R. V., Ruzhentsev V. I., Mikhaylenko, M. S., Gorbenko, Y. I., "Razrabotka trebovanij i princip proektirovaniya perspektivnogo simmetrichnogo blochnogo algoritma shifrovaniya [Development of requirements and design principle perspective symmetrical block encryption algorithm]", Izvestiya yuzhnogo federal'nogo universiteta. Tekhnicheskie nauki no. 1, V. 76 (2007), 183-189, [in Russian].
[6] Gorbenko I. D., Dolgov V., Oleynikov R. V., Ruzhentsev V. I., Mikhaylenko, M. S., Gorbenko, Y. I., "Razrabotka trebovaniy i printsip proektirovaniya perspektivnogo simmetrichnogo blochnogo algoritma shifrovaniya [Development of requirements and design principle perspective symmetrical block encryption algorithm]", Izvestiya YUFU. Tekhnicheskie nauki. no. 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-trebovaniy-i-printsip-proektirovaniya-perspektivnogo-simmetrichnogo-blochnogo-algoritma-shifrovaniya (2007), (3.11.2020), [in Russian].
[7] Apparatnoe shifrovanie dlya PK [Hardware encryption for PC]. Press center Company Active, 2013. URL: https://www.aktiv-company.ru/press-center/publication/2003-04-10.html (23.11.2020), [in Russian].
[8] Znaenko N.S., Kapitanchuk V.V., Petrishchev I.O., Shubovich V.G., "Nekotorye kriterii ocenki kachestva algoritmov shifrovaniya [Some criteria for evaluating the quality of encryption algorithms]", NovaInfo.Ru. Tekhnicheskie nauki no. 59 (2017) URL: https://novainfo.ru/article/11211 (23.11.2020), [in Russian].
[9] AES discussion forum: http://aes.nist.gov.
[10] New European Schemes for Signatures, Integrity, and Encryption NESSIE: URL: http://cryptonessie.org.
[11] Final report of European project number IST-1999-12324, named New European Schemes for Signatures, Integrity, and Encryption. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg NewYork, etc. (2004).
[12] NESSIE public report D20. NESSIE Security Report. URL: http://cryptonessie.org.
[13] URL: http://cryptrec.org/ Cryptography Research and Evaluation Committees.
[14] Report on research work "Development of software and firmware for cryptographic protection of information during its transmission and storage in info-communication systems and general-purpose networks", 2018, State registration no. 0118РК01064.
[15] Biyashev R.G., Smolarsh A., Algazy K.T., Khompysh A., "Encryption algorithm "QAMAL NPNS" using non-positional polynomial notations", Journal of Mathematics, Mechanics, and Computer Science, Bulletin of KazNU no. 1 (105), Almaty (2020), 198-207.
[16] Nursulu Kapalova, Ardabek Khompysh, Müslüm Arici, Kunbolat Algazy. A block encryption algorithm based on exponentiation transform // Cogent Engineering. – 2020. – No. 7 (1788292). – P. 1-12 // https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1788292.
[17] Kapalova N.A., Haumen A. "Simmetrichnyj blochnyj algoritm shifrovaniya dannyh «VS-2» [BC-2 symmetric block algorithm for data encryption]", Bezopasnye informacionnye tekhnologii». Sbornik trudov Desyatoj mezhdunarodnoj nauch-no-tekhnicheskoj konferencii, Moscow, Bauman MSTU, 2019, 161-166, [in Russian].
[18] Jonathan K., Yehuda L., "Introduction to Modern Cryptography", CRC PRESS, London-New York- Washington, (2007), 160.
[19] Panasenko S.P. "Algoritmy shifrovaniya [Encryption algorithms]", Special reference book, Saint Petersburg, BHV-Petersburg (2009), 576, [in Russian].
[2] Babenko L.K., Ischukova E.A., "Sovremennye algoritmy blochnogo shifrovaniya i metody ih analiza [Modern block cipher algorithms and methods for their analysis]", Moscow, Helios ARV (2006), p. 376, [in Russian].
[3] Schneier B., "Applied Cryptography.: Protocols, Algorithms, and Source Code in C". 2-nd ed.; John Wiley & Sons, Inc. (1996): 118.
[4] Ivanov M.A., " Kriptograficheskie metody zashchity informacii v komp'yuternyh sistemah i setyah [Cryptographic methods of information security in computer systems and networks]", Moscow, K-OBRAZ (2001), 368, [in Russian].
[5] Gorbenko I. D., Dolgov V., Oleynikov R. V., Ruzhentsev V. I., Mikhaylenko, M. S., Gorbenko, Y. I., "Razrabotka trebovanij i princip proektirovaniya perspektivnogo simmetrichnogo blochnogo algoritma shifrovaniya [Development of requirements and design principle perspective symmetrical block encryption algorithm]", Izvestiya yuzhnogo federal'nogo universiteta. Tekhnicheskie nauki no. 1, V. 76 (2007), 183-189, [in Russian].
[6] Gorbenko I. D., Dolgov V., Oleynikov R. V., Ruzhentsev V. I., Mikhaylenko, M. S., Gorbenko, Y. I., "Razrabotka trebovaniy i printsip proektirovaniya perspektivnogo simmetrichnogo blochnogo algoritma shifrovaniya [Development of requirements and design principle perspective symmetrical block encryption algorithm]", Izvestiya YUFU. Tekhnicheskie nauki. no. 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-trebovaniy-i-printsip-proektirovaniya-perspektivnogo-simmetrichnogo-blochnogo-algoritma-shifrovaniya (2007), (3.11.2020), [in Russian].
[7] Apparatnoe shifrovanie dlya PK [Hardware encryption for PC]. Press center Company Active, 2013. URL: https://www.aktiv-company.ru/press-center/publication/2003-04-10.html (23.11.2020), [in Russian].
[8] Znaenko N.S., Kapitanchuk V.V., Petrishchev I.O., Shubovich V.G., "Nekotorye kriterii ocenki kachestva algoritmov shifrovaniya [Some criteria for evaluating the quality of encryption algorithms]", NovaInfo.Ru. Tekhnicheskie nauki no. 59 (2017) URL: https://novainfo.ru/article/11211 (23.11.2020), [in Russian].
[9] AES discussion forum: http://aes.nist.gov.
[10] New European Schemes for Signatures, Integrity, and Encryption NESSIE: URL: http://cryptonessie.org.
[11] Final report of European project number IST-1999-12324, named New European Schemes for Signatures, Integrity, and Encryption. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg NewYork, etc. (2004).
[12] NESSIE public report D20. NESSIE Security Report. URL: http://cryptonessie.org.
[13] URL: http://cryptrec.org/ Cryptography Research and Evaluation Committees.
[14] Report on research work "Development of software and firmware for cryptographic protection of information during its transmission and storage in info-communication systems and general-purpose networks", 2018, State registration no. 0118РК01064.
[15] Biyashev R.G., Smolarsh A., Algazy K.T., Khompysh A., "Encryption algorithm "QAMAL NPNS" using non-positional polynomial notations", Journal of Mathematics, Mechanics, and Computer Science, Bulletin of KazNU no. 1 (105), Almaty (2020), 198-207.
[16] Nursulu Kapalova, Ardabek Khompysh, Müslüm Arici, Kunbolat Algazy. A block encryption algorithm based on exponentiation transform // Cogent Engineering. – 2020. – No. 7 (1788292). – P. 1-12 // https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1788292.
[17] Kapalova N.A., Haumen A. "Simmetrichnyj blochnyj algoritm shifrovaniya dannyh «VS-2» [BC-2 symmetric block algorithm for data encryption]", Bezopasnye informacionnye tekhnologii». Sbornik trudov Desyatoj mezhdunarodnoj nauch-no-tekhnicheskoj konferencii, Moscow, Bauman MSTU, 2019, 161-166, [in Russian].
[18] Jonathan K., Yehuda L., "Introduction to Modern Cryptography", CRC PRESS, London-New York- Washington, (2007), 160.
[19] Panasenko S.P. "Algoritmy shifrovaniya [Encryption algorithms]", Special reference book, Saint Petersburg, BHV-Petersburg (2009), 576, [in Russian].
Загрузки
Как цитировать
Sakan, K. S., Kapalova, N. A., Haumen, A., & Suleimenov, O. T. (2021). Требования к симметричным блочным алгоритмам шифрования, разрабатываемым для программно-аппаратной реализации. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 112(4). https://doi.org/10.26577/JMMCS.2021.v112.i4.12
Выпуск
Раздел
Информатика
