Tóm tắt Luận án tiến sĩ Toán học: Nghiên cứu xây dựng các thành phần mật mã cho thuật toán mã khối hạng nhẹ

Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm xây dựng thành phần phi tuyến S-hộp 4-bit cho các thuật toán mã khối hạng nhẹ. Xây dựng thành phần tuyến tính với ma trận biểu diễn kích thước 4×4 trên trường; có tính chất MDS phù hợp cho các thuật toán mã khối sử dụng trong môi trường có tài nguyên hạn chế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Toán học: Nghiên cứu xây dựng các thành phần mật mã cho thuật toán mã khối hạng nhẹ iiBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ----------------------- NGUYỄN BÙI CƯƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC THÀNH PHẦNMẬT MÃ CHO THUẬT TOÁN MÃ KHỐI HẠNG NHẸ Chuyên ngành: Cơ sở toán học cho tin học Mã số: 9460110 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC HÀ NỘI – 2018 iiCông trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ BỘ QUỐC PHÒNGNgười hướng dẫn khoa học: 1. TS. Trần Duy Lai 2. PGS. TS. Bạch Nhật HồngPhản biện 1: PGS. TS. Lê Mỹ Tú Học viện Kỹ thuật mật mãPhản biện 2: PGS. TS. Nguyễn Trần Lý Viện Khoa học và Công nghệ Quân sựPhản biện 3: TS. Lưu Hồng Dũng Học viện Kỹ thuật Quân sựLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận áncấp Viện họp tại Viện KH&CN quân sự vào hồi …..ngày ….. tháng ….. năm ......Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Viện KH&CN quân sự - Thư viện Quốc gia Việt nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết Nhu cầu sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị có kích cỡ nhỏ,khả năng tính toán thấp, phục vụ cho những công việc/bài toán chuyêndụng. Trong khi, các mã khối truyền thống khó có thể sử dụng đa năngcho mọi kiểu thiết bị được. Vì vậy nhu cầu cần có các hệ mã (mã khóacông khai, mã khối, mã dòng, hàm băm, ...) riêng sử dụng cho các thiếtbị/hệ thống bị hạn chế (và thông tin cần phải bảo vệ không quá mật) đãvà đang được đặt ra trong những năm qua. Hiện nay, trên thế giới đã cónhiều mã khối hạng nhẹ với các thiết kế khác nhau đã được đề xuất nhưSkipjack, NOEKEON, mCrypton, DESL, DESX, DESXL; PRESENT,KATAN và KATANTAN; Hummingbird, LED, TWIS, PICCOLO,...Năm 2012, hai mã khối hạng nhẹ PRESENT và CLEFIA chính thứcđược chọn là chuẩn mã khối hạng nhẹ ISO/IEC 29192-2:2012. Xây dựng một thuật toán mã khối hạng nhẹ mà luận án hướngtới theo nghĩa thiết kế một hệ mật không quá yếu (và không thay thế cácthuật toán mã truyền thống khác), nhưng phải đủ an toàn (tất nhiênkhông thể kháng lại được các đối phương có đủ mọi điều kiện), chi phí(cài đặt, sản xuất) thấp. Tóm lại, ta cần có một hệ mật cân bằng giữa yêutố chi phí, hiệu suất và độ an toàn để đạt được mục đích phù hợp mộtcách tốt nhất cho thiết bị có tài nguyên hạn chế. Do đó, các thành phầnmật mã sử dụng trong mã khối hạng nhẹ thực sự đòi hỏi những yêu cầuan toàn đặc biệt và phải xem xét đánh giá kỹ lưỡng theo những tiêu chímà người thiết kế hướng tới.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của Luận án: Luận án tập trung vào haiđối tượng nghiên cứu đóng vai trò quan trọng trong xây dựng một thuật 2toán mã khối là: - Các S-hộp đóng vai trò xáo trộn trong thuật toán. - Tầng tuyến tính sử dụng ma trận có tính chất MDS đóng vai trò khuếch tán trong thuật toán. Phạm vi nghiên cứu của Luận án: Luận án thực hiện trong phạmvi nghiên cứu các thuật toán mã khối hạng nhẹ phù hợp cho các thiết bịcó tài nguyên hạn chế.3. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng thành phần phi tuyến S-hộp 4-bit cho các thuật toánmã khối hạng nhẹ. Xây dựng thành phần tuyến tính với ma trận biểu diễn kíchthước 4×4 trên trường 24 có tính chất MDS phù hợp cho các thuật toánmã khối sử dụng trong môi trường có tài nguyên hạn chế.4. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án gồm phântích và tổng hợp các kết quả đã có trên thế giới, xin ý kiến các chuyêngia trong cùng lĩnh vực hẹp, mở rộng và phát triển các kết quả đã có chobài toán của luận án, sử dụng ngôn ngữ lập trình C để nhận các kết quảthực nghiệm. Các phương pháp thu thập số liệu gồm thu thập số liệubằng cách tham khảo tài liệu, thu thập số liệu từ những thực nghiệm.5. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng của thuật toán mật mãhạng nhẹ và khái lược các nội dung cần nghiên cứu. Nghiên cứu đảm bảo cơ sở toán học cho việc sinh các S-hộp 4bit có tính chất mật mã tốt. Một số nghiên cứu về S-hộp 4 bit cho độ antoàn cài đặt của mã pháp dạng SPN. Phân tích sự ảnh hưởng của độ dưthừa tuyến tính của S-hộp trong mã pháp dạng SPN. 3 Nghiên cứu đánh giá độ an toàn của mô hình mã pháp dạng AEScó kích cỡ khối 64-bit sử dụng phép biến đổi TranCells. Xây dựng cácma trận MDS có kích thước 4×4 trên trường có tính chất MDS theomột số cách tiếp cận được đề xuất gần đây.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống về một số tiêu chí an toàncho các S-hộp 4 bit. Phân tích rõ cơ ...