Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа, Бабенко Л.К., Ищукова Е.А., 2006

Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа, Бабенко Л.К., Ищукова Е.А., 2006.
   
   Посвящено алгоритмам блочного шифрования: принципам их построения и анализа. Рассматриваются действующие стандарты, а также многие другие общеизвестные криптографические алгоритмы, в том числе и финалисты конкурса AES. Излагаются способы проведения атак на эти алгоритмы с помощью таких методов, как линейный и дифференциальный криптоанализ. Описан подход к применению нового метода криптоанализа — линейно-дифференциального. Представлены виды криптоанализа на основе слайдовой атаки. В приложениях приведены таблицы с результатами анализа наиболее известных алгоритмов шифрования. Большая часть учебного пособия посвящена практическим вопросам изучения атак: приведено пять лабораторных работ по описанным методам криптоанализа.
Для студентов, аспирантов и начинающих криптографов и криптоаналитиков.




Криптоанализ на основе выбранного шифртекста.
Этот вид криптоанализа аналогичен предыдущему за тем исключением, что требуется выбрать шифртексты для данной схемы дешифрования.

Естественно, что если алгоритм может быть взломан при анализе только шифрованного текста, то он является слабым. Поэтому обычно любой алгоритм шифрования разрабатывается так, чтобы он был устойчив к попыткам взлома с помощью анализа с известным открытым текстом, то есть так, чтобы при известном открытом тексте и соответствующем ему шифрованном тексте было достаточно трудно, а еще лучше — невозможно, определить секретный ключ шифрования.

Основной характеристикой криптографической стойкости шифра относительно того или иного метода анализа является трудоемкость Е(г) этого метода. В качестве меры трудоемкости раскрытия шифров обычно используется количество элементарных операций, необходимых для дешифрования сообщения, или определения ключа. Под элементарной операцией понимают операцию, выполняемую на конкретной аппаратуре за один шаг ее работы. Трудоемкость дешифрования определяется объемом и характером информации, доступной криптоаналитику.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение.
Глава 1. ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ КРИПТОАНАЛИЗА.
1.1. Основные типы криптоанализа.
1.2. Обзор основных универсальных методов криптоанализа.
1.2.1.Метод полного перебора.
1.2.2. Анализ на основе использования словарей.
1.2.3. Парадокс «Дней Рождений».
1.2.4. Метод «Встреча посередине».
1.2.5. Метод «Разделяй и побеждай».
1.3. Контрольные вопросы.
Глава 2. СТРУКТУРА АЛГОРИТМОВ БЛОЧНОГО ШИФРОВАНИЯ.
2.1. Определение алгоритма блочного шифрования.
2.2. Схема Фейстеля.
2.3. Принципы построения блочных шифров.
2.3.1. Число раундов шифрования.
2.3.2. Требования, предъявляемые к функции преобразования F.
2.3.3. Структура S-блоков.
2.3.4. Алгоритм вычисления ключа.
2.4. Контрольные вопросы.
Глава 3. СТАНДАРТЫ БЛОЧНОГО О ШИФРОВАНИЯ.
3.1.Федеральный стандарт США — DES.
3.1.1. Упрошенный. 
3.1.2. Вычисление ключей S-DES.
3.1.3. Шифрование S-DES.
3.2. Стандарт России — ГОСТ 28147-89.
3.3. Новый алгоритм Rijndae! — победитель конкурса AES.
3.3.1. История проведения конкурса AES.
3.3.2. Описание криптоалгоритма.
3.4. Алгоритм шифрования S_AES.
3.4.1. Математическое обоснование алгоритма.
3.4.2. Описание алгоритма S_AES.
3.4.3. Алгоритм выработки подключей.
3.4.4. Пример преобразования данных с помощью алгоритма S_AES.
3.5. Криптоанализ упрошенного варианта алгоритма шифрования Rijndael.
3.5.1. Анализ алгоритма с помощью атаки типа «Квадрат».
3.5.2. Анализ пяти раундов алгоритма шифрования Rijndael с помощью невозможных дифференциалов.
3.6. Европейский криптопроект NESSIE.
3.7. Контрольные вопросы.
Глава 4. ДРУГИЕ ИЗВЕСТНЫЕ АЛГОРИТМЫ БЛОЧНОГО ШИФРОВАНИЯ.
4.1. RC5.
4.2. IDEA.
4.3. SAFER.
4.4. LOKI91.
4.5. FEAL.
4.6. Blowfish.
4.6.1. Вычисление подключей и S-блоков.
4.7. Khufu.
4.8. Khafre.
4.9. MARS.
4.9.1. Первый этап: прямое преобразование.
4.9.2. Второй этап: «криптографическое ядро».
4.9.3. Последний этап.
4.9.4. Псевдокод алгоритма шифрования MARS.
4.9.5. Дешифрование.
4.9.6.Процедура извлечения подключа.
4.10. Serpent.
4.11. RC6.
4.12. TwoFish.
4.13. Lucifer. 
4.14. Контрольные вопросы.
Глава 5. ЛИНЕЙНЫЙ КРИПТОАНАЛИЗ БЛОЧНЫХ АЛГОРИТМОВ ШИФРОВАНИЯ.
5.1. Общие сведения о линейном криптоанализе.
5.2. Линейный криптоанализ алгоритма шифрования DES.
5.2.1. Криптоанализ одного раунда алгоритма шифрования DES.
5.2.2. Нахождение статистических аналогов для трех циклов алгоритма DES.
5.2.3. Нахождение статистических аналогов для 5, 7, 8, 12, 14 и 16 циклов алгоритма DES.
5.3. Линейный криптоанализ шифровальной сети на основе подстановок и перемешивания.
5.3.1. Шифровальная сеть на основе подстановок и перемешивания.
5.3.2. Принцип накопления.
5.3.3. Анализ компонентов шифра.
5.3.4. Построение линейного приближения для полного шифра. 
5.3.5. Нахождение битов ключа.
5.4. Линейный криптоанализ алгоритма шифрования RC5.
5.4.1. Основные понятия. 
5.4.2. Основная идея анализа алгоритма шифрования RC5.
5.4.3. Линейные приближения для алгоритма RC5.
5.5. Контрольные вопросы.
Глава 6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КРИПТОАНАЛИЗ БЛОЧНЫХ АЛГОРИТМОВ ШИФРОВАНИЯ.
6.1. Общие сведения о дифференциальном криптоанализе.
6.2. Дифференциальный криптоанализ алгоритма шифрования DES.
6.2.1. Дифференциальный криптоанализ одного раунда алгоритма шифрования DES.
6.2.2. Дифференциальный криптоанализ трех раундов алгоритма шифрования DES.
6.2.5. Дифференциальный криптоанализ полного алгоритма шифрования DES.
6.3. Дифференциальный криптоанализ шифровальной сети на основе подстановок и перемешивания.
6.3.1. Нахождение разностной характеристики.
6.3.2. Извлечение битов ключа.
6.4. Дифференциальный криптоанализ других алгоритмов блочного шифрования. 
6.4.1. Дифференциальный криптоанализ алгоритма шифрования LOKI.
6.4.2. Дифференциальный криптоанализ алгоритма шифрования Lucifer.
6.4.3. Дифференциальный криптоанализ алгоритма шифрования RC5.
6.4.4. Дифференциальный криптоанализ алгоритма шифрования Serpent.
6.5. Контрольные вопросы.
Глава 7. ЛИНЕЙНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КРИПТОАНАЛИЗ.
7.1. Основные принципы построения линейно-дифференциального криптоанализа.
7.2. Применение линейно-дифференциального криптоанализа к алгоритму DES.
7.3. Контрольные вопросы.
Глава 8. КРИПТОАНАЛИЗ С ПОМОЩЬЮ СЛАЙДОВОЙ АТАКИ.
8.1. Обычная слайдовая атака.
8.2. Объемы требуемой для анализа информации при различных типах атак.
8.2.1. Атака на основе известного открытого текста.
8.2.2. Атака на основе выбранного открытого текста.
8.3. Улучшенная слайдовая атака.
8.3.1. Слайдовая атака с использованием дополнений (Complementation slide).
8.3.2. Слайдовая атака с петлей (Sliding with a Twist).
8.4. Применение методов слайдовой атаки к алгоритмам шифрования с четырехраундовым самоподобием.
8.5. Применение обычной слайдовой атаки к алгоритму шифрования S-DES.
8.5. Контрольные вопросы.
Глава 9. ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.
9.1. Учебный Алгоритм Шифрования, предназначенный для проведения лабораторных работ по изучению методов линейного и дифференциального криптоанализа применительно к алгоритмам блочного шифрования, построенным по схеме Фейстеля.
9.2. Алгоритм Шифрования, предназначенный для проведения лабораторных работ по изучению методов линейного и дифференциального криптоанализа применительно к алгоритмам шифрования, построенным по принципу сети SPN.
9.3. Описание лабораторных работ. 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. Изучение метода линейного криптоанализа применительно к алгоритмам шифрования, построенным по схеме Фейстеля.
Пример выполнения лабораторной работы.
Подготовка к работе.
Методические указания по выполнению лабораторной работы. 
Рекомендуемый порядок работы. 
Содержание отчета. 
Варианты индивидуальных заданий.
Контрольные вопросы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. Изучение метода дифференциального криптоанализа применительно к алгоритмам шифрования, построенным по схеме Фейстеля.
Пример выполнения лабораторной работы.
Подготовка к работе.
Методические указания по выполнению лабораторной работы. 
Рекомендуемый порядок работы. 
Содержание отчета. 
Варианты индивидуальных заданий.
Контрольные вопросы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. Изучение метода дифференциального криптоанализа применительно к многораундовым алгоритмам шифрования, построенным на основе сети SPN.
Пример выполнения лабораторной работы. 
Подготовка к работе.
Методические указания по выполнению лабораторной работы. 
Рекомендуемый порядок работы. 
Содержание отчета. 
Варианты индивидуальных заданий. 
Контрольные вопросы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. Изучение метода линейного криптоанализа применительно к многораундовым алгоритмам шифрования, построенным на основе сети SPN.
Пример выполнения лабораторной работы.
Подготовка к работе.
Методические указания по выполнению лабораторной работы. 
Рекомендуемый порядок работы. 
Содержание отчета. 
Варианты индивидуальных заданий. 
Контрольные вопросы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. Изучение метода слайдовой атаки на примере алгоритмов шифрования» построенных по схеме Фейстеля. 
Методические указания по выполнению лабораторной работы. 
Рекомендуемый порядок работы. 
Содержание отчета.
Варианты индивидуальных заданий. 
Контрольные вопросы.
Глава 10. ЗАДАЧИ ПО ЛИНЕЙНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМУ КРИПТОАНАЛИЗУ.
Варианты для самостоятельного решения.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Таблицы линейного и дифференциального криптоанализа алгоритма шифрования DES. 
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Таблицы линейного и дифференциального криптоанализа алгоритма шифрования Serpent.
ЛИТЕРАТУРА.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа, Бабенко Л.К., Ищукова Е.А., 2006 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу, если она есть в продаже, и похожие книги по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить книги


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Хештеги: #учебник по информатике :: #информатика :: #компьютеры :: #Бабенко :: #Ищукова :: #криптоанализ :: #шифрование