Some evaluations for involutory diffusion layer of 64-bit AES-like block ciphers based on the hadamard matrices

08:00 | 12/08/2019 | GP MẬT MÃ

Abstract - In this paper, we classify and evaluate the involutory diffusion layer of 64-bit AES-like block ciphers based on the Hadamard matrices. Firstly, we calculate the number of fixed points in this layer. After that, we perform a practical investigation on the 4×4-bit Hadamard matrices in GF(2^4) and modify the number of XOR gates used to implement as described in [9] to choose a suitable matrix for constructing the involutory diffusion layer of AES-like block ciphers with 64-bit block size.

Tóm tắt - Trong bài báo này, chúng tôi phân loại và đánh giá các tầng khuếch tán cuộn của mã khối 64-bit tựa AES dựa trên các ma trận Hadamard. Đầu tiên, chúng tôi tính toán số lượng các điểm cố định trong lớp này. Sau đó, chúng tôi thực hiện một cuộc khảo sát thực tế trên các ma trận Hadamard 4×4-bit trong GF(2^4) và thay đổi các số cổng XOR được sử dụng để cài đặt như mô tả trong [9] nhằm chọn ra một ma trận phù hợp để xây dựng các tầng khuếch tán cuộn của mã khối tựa AES với kích thước khối 64-bit.
Xem toàn bộ bài báo tại đây.

REFERENCES

[1]. Daemen J, Rijmen V, “The Design of Rijndael, AES” - The Advanced Encryption Standard. Springer-Verlag, 2002.

[2]. Z'aba MR, “Analysis of linear relationships in block ciphers”. Ph.D. Thesis, Queensland University of Technology, Brisbane, Australia, 2010.

[3]. Kishan Chand Gupta and Indranil Ghosh Ray, “On Constructions of MDS Matrices form Companion Matrices for Lightweight Cryptography”. Security Engineering and Intelligence Informatics, volume 8128, pp. 29-43, 2013.

[4]. Jian Guo, Thomas Peyrin, Axel Poschmann, and Matthew J. B. Robshaw, “The LED block cipher”. In CHES 2011, vol. 6917, pp. 326-341, 2011.

[5]. Jian Guo, Thomas Peyrin and Axel Poschmann, “The PHOTON Family of lightweight Hash Functions”. In CRYPTO, Springer, pp. 222-239, 2011.

[6]. ГОСТ Р 34.11-2012. “Криптографическая защита информации” – Функция хэширования. Издание официальное, Москва 2012.

[7]. M. Sajadieh, M. Dakhilalian, H. Mala, B. Omoomi, “On construction of involutory MDS matrices from Vandermonde Matrices in GF(2q)”. Design, Codes Cryptography, pp. 1-22, 2012.

[8]. Youssef, A. M., Mister, S., Tavares, S.E, “On the Design of Linear Transformations for Substitution Permutation Encryption Networks”. In: Workshop on Selected Areas in Cryptography, SAC 1997, pp. 40-48.

[9]. Sim, Siang Meng, et al, "Lightweight MDS Involution Matrices." Fast Software Encryption (FSE), 2015.

[10]. Kishan Chand Gupta and Indranil Ghosh Ray. “On Constructions of Involutory MDS Matrices”. AFRICACRYPT 2013, LNCS 7818, pp. 43-60, 2013.

[11]. Joan Daemen, Vincent Rijmen, “The Wide Trail Design Strategy”. IMA Int. Conf, pp. 222-238, 2001.

[12]. Brumley, Billy Bob, “Secure and fast implementations of two involution ciphers”. Information Security Technology for Applications. Springer Berlin Heidelberg, pp. 269-282, 2012.

[13]. Borghoff, Julia, et al, “PRINCE–a low-latency block cipher for pervasive computing applications”. Advances in Cryptology–ASIACRYPT 2012. Springer Berlin Heidelberg, pp. 208-225, 2012.

[14]. Kishan Chand Gupta and Indranil Ghosh Ray, “On Constructions of MDS Matrices form Companion Matrices for Lightweight Cryptography”. Security Engineering and Intelligence Informatics, vol. 8128, pp. 29-43, 2013.

[15]. Khoo, Khoongming, et al, “FOAM: Sear-ching for Hardware-Optimal SPN Structures and Components with a Fair Comparison”. Cryptographic Hardware and Embedded Systems-CHES 2014. Springer Berlin Heidelberg, pp. 433-450, 2014.

[16]. Nguyen Van Long, Tran Duy Lai, Nguyen Bui Cuong. “Some evaluations for a replacement of shitfrows operator in AES-like ciphers”, Journal of Science and Technology Military, 2015 (Vietnamese).

Thông tin trích dẫn: Lai Tran Duy, Long Nguyen Van, Cuong Nguyen Bui, “Some evaluations for involutory diffusion layer of 64-bit AES-like block ciphers based on the hadamard matrices”, Journal of Science and Technology on Information security, Information Security Journal, Vol.02, No.01, pp. 25-31, 2016.

Lai Tran Duy, Long Nguyen Van, Cuong Nguyen Bui

‹ › ×

Tin liên quan

Công nghệ phân tách khóa

11:00 | 02/07/2019

Công nghệ phân tách khóa - SplitKey là công nghệ tích hợp chữ ký số, xác thực mật mã thực sự cho các thiết bị thông minh (iOS, Android), mà không làm giảm mức an toàn đặc trưng đối với các nền tảng phần cứng chuyên dụng như thẻ thông minh hoặc module bảo mật phần cứng. SplitKey có thể được coi là một giải pháp ký số và xác thực kết hợp các ưu điểm của cả các thẻ mật mã phần cứng và các thẻ mềm. Bài viết này giới thiệu và phân tích các thành phần mật mã, giải thích các công thức và các nguyên tắc toán học của các hoạt động mật mã, đồng thời đưa ra khái niệm về an toàn thông tin nhằm hỗ trợ việc đánh giá độ an toàn của nền tảng chữ ký số, xác thực của công nghệ SplitKey.

Hệ mật khóa công khai dựa trên các phần tử khả nghịch trong vành đa thức chẵn - IPKE

15:00 | 14/08/2019

Bài báo đề xuất một hệ mật khóa công khai dựa trên các phần tử khả nghịch trong một loại vành chẵn đặc biệt cùng một số phân tích về hiệu năng và khả năng bảo mật.

Some results on new statistical randomness tests based on length of runs

09:00 | 23/10/2019

CSKH- 02.2018 - (Abstract) - Random Sequences and random numbers play a very important role in cryptography. In symmetric cryptography primitives, a secret key is the most important component to ensure their security. While cryptographic protocols or digital signature schemes are also strongly dependent on random values. In addition, one of the criteria for evaluating security for cryptographic primitives such as block cipher, hash function... is to evaluate the output randomness. Therefore, the assessment of randomness according to statistical tests is really important for measuring the security of cryptographic algorithms. In this paper, we present some research results on randomness tests based on the length of runs proposed by A. Doğanaksoy et al in 2015. First, we show that some probability values for tests based on lengths 1 and 2 are inaccurate and suggest editing. Secondly, we have given and demonstrated for the general case the runs of any length k. Finally, we built a randomness testing tool and applied evaluations to true random sources.

Dynamic Cryptographic Algorithms Kuznyechik and Magma

09:00 | 26/01/2021

CSKH-01.2020. Abstract—The cryptographic algorithms Kuznyechik and Magma since 2015 are block cipher standardized in the Russian Federation, formally called GOST R 34.12-2015. Both use fixed functions as a priori selected and differ on the structure, the block length and the bit-level of the processed blocks. In the present paper, we provide a dynamic variant of Kuznyechik and Magma where some of their functions are randomly generated and dependent on pseudorandom sequences.

A solution for packet security 1 Gbps on layer 2 with technology FPGA

06:00 | 28/10/2019

CSKH-02.2018 - (Abstract) - The Layer 2 network security has shown many advantages compared to Layer 3. However, the structure of Layer 2 does not indicate the size of data packet, it makes the difficult to capture the data packet, especially in the case the packet is captured by hardware. Also, there are limitation of using software to capture the packet. In addition, when the size of the packet is not defined, it will be difficult to handle the packet with inserting cryptographic parameters that exceed the permissible length. In this paper, a technical solution for capturing Ethernet packet directly from FPGA is presented, organising data to ensure transparent communication capability to implement Layer 2 packet security, to overcome the limitations when capturing packet by using software.

Giới thiệu về thuật toán RC6

07:00 | 14/06/2019

Thuật toán mã hóa RC6 là một trong năm thuật toán cuối cùng của cuộc thi tuyển chọn thuật toán AES. Nó được đánh giá là có thiết kế đơn giản, độ an toàn và hiệu suất làm việc tốt. Bài báo này sẽ giới thiệu RC6 và trình bày ngắn gọn về nguyên lý thiết kế và độ an toàn của thuật toán mã hóa RC6.

Mật mã thúc đẩy sự ra đời của máy tính

09:00 | 17/05/2019

Nếu hình dung cả nhân loại như một cơ thể, thì phát minh ra lửa đã đưa cơ thể đó từ hoang dã lên văn minh, máy hơi nước đã bổ sung vào cơ thể đó hệ thống cơ bắp, còn máy tính cho nó bộ óc. Đánh giá này đã gián tiếp ghi nhận vai trò của mật mã trong việc thúc đẩy một trong những phát minh vĩ đại nhất của con người.

Một lập trình viên vừa giải quyết được câu đố mã hóa có tuổi đời 20 năm

10:00 | 14/05/2019

Người tạo ra câu đố - Ron Rivest từng ước định rằng phải mất gần 35 năm mới có thể tính toán được câu trả lời.

Thuật toán mới giúp tăng tốc độ nhân các số lớn

15:00 | 03/05/2019

Hai nhà toán học từ Úc và Pháp vừa tìm ra một cách mới để nhân các số lớn nhanh hơn, giúp giải quyết một bài toán đã làm đau đầu các nhà toán học trong gần nửa thế kỷ.

Tin cùng chuyên mục

8 cách nâng cao khả năng bảo mật cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

14:00 | 27/11/2024

Các doanh nghiệp vừa và nhỏ thường phải đối mặt với nhiều thách thức về bảo mật, vì nguồn ngân sách khó có thể sở hữu một nhóm bảo mật chuyên trách. Do vậy vấn đề liên quan đến việc đảm bảo an toàn thông tin thường do một người phụ trách hoặc kiêm nhiệm, dẫn đến chỉ giải quyết được một phần sự việc khi xảy ra các sự cố.

INFOGRAPHIC: 5 rủi ro an ninh mạng hàng đầu trong chuỗi cung ứng

17:00 | 22/11/2024

Trong bối cảnh thế giới số, chuỗi cung ứng trở thành huyết mạch cho thương mại toàn cầu, kết nối các nhà sản xuất với các nhà phân phối, bán lẻ. Tuy nhiên, điều này cũng khiến chuỗi cung ứng phải đối mặt với nhiều rủi ro an ninh mạng tiềm ẩn, đe dọa nghiêm trọng đến tính toàn vẹn và độ tin cậy. Dưới đây là 5 rủi ro an ninh mạng hàng đầu mà chuỗi cung ứng đang phải đối mặt, đồng thời đề xuất các chiến lược thiết yếu nhằm giảm thiểu các mối đe dọa này.

INFOGRAPHIC: 6 cách bảo mật thông tin cá nhân trực tuyến

13:00 | 28/08/2024

Ngày nay, tin tức về các vụ vi phạm dữ liệu cá nhân trên không gian mạng không còn là vấn đề mới, ít gặp. Vậy làm thế nào để dữ liệu cá nhân của bạn không bị rơi vào tay kẻ xấu? Dưới đây là 6 cách để bảo vệ thông tin cá nhân khi trực tuyến.

INFOGRAPHIC: Cách bảo vệ dữ liệu cá nhân của các quốc gia trên thế giới

14:00 | 05/08/2024

Mỗi quốc gia sẽ có các quy định và chính sách riêng để bảo vệ dữ liệu cá nhân, nhưng có một số nguyên tắc và biện pháp chung mà hầu hết các quốc gia áp dụng để đảm bảo an toàn và quyền riêng tư cho dữ liệu cá nhân của công dân. Dưới đây là một số cách mà các nước trên thế giới áp dụng bảo vệ dữ liệu cá nhân cho công dân của mình.