Design of S-boxes by concatenation of rotation-symmetric S-boxes
Döngüsel simetrik S-kutularının bağlaşımı ile S-kutularının tasarlanması
- Tez No: 441917
- Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ÖZBUDAK, YRD. DOÇ. DR. SELÇUK KAVUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Matematik, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Uygulamalı Matematik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kriptografi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
S-kutuları olarak da isimlendirilen yerleştirme kutuları blok şifreli kriptosistemlerin birçoğunda doğrusal olmayan tek bileşenlerdir. Bu yüzden bu kriptosistemlerin dayanıklılığı ağırlıklı olarak S-kutularının kriptografik özelliklerine bağlıdır. Bu tezde, hem doğrusal olmama, farksal birbiçimlilik, mutlak gösterge ve cebirsel derece gibi geleneksel kriptografik özellikleri bakımından güçlü, hem de farksal güç analizi (DPA) gibi yan kanal saldırılarına karşı dayanıklı S-kutularının tasarımı amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, 6x6 bijektif S-kutularını üretmek için verimli bir tüketici arama algoritması tasarlanmıştır. Bu S-kutuları, x=(x0,x1,...,x5) iken tau(x)=(x0,x2,x3,x4,x5,x1) permütasyonu altındaki simetrik S-kutularının oluşturduğu sınıfta bulunmaktadır. Bu sınıftaki her bir S-kutusu S'nin, her x için taşıdığı simetri özelliği tau(S(x))=S( tau(x)) dolayısıyla S, 5x5 döngüsel simetrik S-kutularının (DSSK'ların) bağlaşımı yöntemiyle elde edilen bir yapı olarak düşünülebilir. Bu algoritmada DSSK'ların kombinasyonel özellikleri kullanılarak ve afin denkliğe sahip bağlaşımlar elenerek, 2^(61,28) olan arama uzayı 2^(48,47)'ye düşürülmüştür. Bu araştırmanın sonucunda, bu sınıfta 2^(37,56) tane doğrusal olmama koşutu 24 (6x6 bijektif S-kutuları için bilinen en yüksek değer) olan S-kutusunun var olduğu ve bunlar içinde farksal birbiçimliliği 4 olan S-kutusu sayısının 2^(33,99) olduğu bulunmuştur. Bu da bağlaşım yönteminin, doğrusal olmama koşutunun yüksek olması ve farksal birbiçimliliğinin düşük olması açısından zengin bir sınıf sağladığını gösterir.
Özet (Çeviri)
In most of the block cipher cryptosystems, the substitution boxes, or so-called S-boxes, are the only nonlinear components, and hence the strength of these cryptosystems depends heavily on the cryptographic properties of the S-boxes. In this thesis, it is aimed to design S-boxes which are on one hand strong in terms of traditional cryptographic properties such as nonlinearity, differential uniformity, absolute indicator and algebraic degree, and on the other hand resistant to side-channel attacks such as differential power analysis (DPA). In the direction of this aim, an efficient exhaustive search algorithm is proposed to generate 6x6 bijective S-boxes situated in a class of symmetric S-boxes under the permutation tau(x)=(x0,x2,x3,x4,x5,x1), where x=(x0,x1,...,x5). Due to the symmetry property of tau(S(x))=S(tau(x)) for all x, any S-box S in this class can be considered as a construction obtained by the concatenation of 5x5 rotation-symmetric S-boxes (RSSBs). In this algorithm, using the combinatorial properties of RSSBs and eliminating the affine equivalent concatenations, the search space of this class is reduced from 2^(61,28) to 2^(48,47). At the end of this search, it is found that in this class there exist 2^(37,56) S-boxes having the best known nonlinearity 24 and among them the number of differentially 4-uniform ones is 2^(33,99), which indicates that the concatenation method provides a rich class in terms of high nonlinearity and low differential uniformity.
Benzer Tezler
- Boole fonksiyonları ve S-kutularının kriptografik özelliklerinin incelenmesi ve ters haritalama tabanlı cebirsel açıdan güçlendirilmiş bir S-kutusu önerisi
Examinig cryptographic criteria for boolean functions and S-boxes and algebraically improved an S-box propose based on inversion mapping
BORA ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTrakya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. M. TOLGA SAKALLI
- Kaos tabanlı hibrit simetrik ve asimetrik şifreleme algoritmaları tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of chaos based hybrid symetric and asymetric encryption algorithms
ÜNAL ÇAVUŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ZENGİN
- RSA algoritmasını kullanan şifreleme/deşifreleme yazılımının tasarımı
Data encyption/decryption methods and software design of RSA algorithm
METİN ERHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BÜLENT ÖRENCİK
- Blok şifreleme algoritmalarına uygulanan İntegral analizinin geliştirilmesi
Enhancement of Integral Cryptanalysis for some block ciphers
FATİH DEMİRBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiSiber Güvenlik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHUN KARA
- Blok şifreler için cebirsel ikili doğrusal dönüşüm tasarımı ve modern bir blok şifreye uygulanması
Algebraic construction of binary linear transformations for block ciphers and implementation of a constructed binary linear transformation in a modern block cipher
BORA ASLAN
Doktora
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTrakya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. MUHARREM TOLGA SAKALLI