Maksimum uzaklıkta ayrılabilen matrislerin elde edilebilmesi için yeni bir matris formu ve bir hafif sıklet blok şifreye uygulaması
A new matrix form to obtain maximum distance separable matrices and its implementation in a lightweight block cipher
- Tez No: 519410
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVCİHAN DURU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Kaynak kısıtlı cihazların kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Ancak bu cihazların kullanımı bazı güvenlik risklerini de getirir. Son yıllarda, bu risklerle başa çıkabilmek için hafif sıklet olarak adlandırılan kriptosistemler geliştirilmiştir. Hafif sıklet kriptografideki en önemli ve en maliyetli bileşenlerden biri yayılım tabakasıdır. Bu nedenle, minimum sayıda donanım elemanıyla, özellikle düşük XOR sayısı ile oluşturulan yayılım tabakalarının tasarımı literatürdeki açık problemlerden biridir. Bu tez çalışmasında hafif sıklet blok şifrelerin yayılım tabakalarında kullanılabilecek, minimum XOR sayılı (tersi kendisine eşit) maksimum uzaklıkta ayrılabilen (MDS) matrislerin üretilmesi için Genelleştirilmiş Hadamard (Generalized Hadamard-GHadamard) olarak adlandırılan yeni bir matris formu geliştirilmiştir. GHadamard matris formu ile Hadamard matris formu genişletilmiş ve genelleştirilmiştir. GHadamard matris formu kullanılarak, GF(2^4) üzerinde 8x8 tersi kendisine eşit MDS ve tersi kendisine eşit olmayan MDS matrisler için bilinen en iyi XOR sayısı sonuçları iyileştirilmiştir. GF(2^4) ve GF(2^8) üzerinde bilinen en iyi XOR sayılı, yeni 4x4 tersi kendisine eşit MDS matrisler üretilmiştir. Dahası, GF(2^8) üzerinde 8x8 GHadamard involutif olmayan MDS matrisler için bilinen en iyi XOR sayısı sonucu verilmiştir. Tezin ikinci kısmında, yazılım verimli yeni bir hafif sıklet blok şifreleme algoritması tasarlanmıştır. Önerilen hafif sıklet blok şifreleme algoritmasının yayılım tabakası, karıştırma tabakası ve anahtar planlama algoritması için yeni bileşenler geliştirilmiştir. Önerilen hafif sıklet blok şifre kaynak kısıtlı cihaza güvenli iletişim için uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The usage of resource-constrained devices has been increasing day by day. However, the usage of these devices also brings some security risks. In recent years, cryptosystems called lightweight have been developed to cope with these risks. One of the most important and most costly components in a lightweight cryptography is the diffusion layer. Therefore, the design of the diffusion layers to be formed with a minimum number of hardware elements, especially with low exclusive OR (XOR) count, is one of the open problems in the literature. In this thesis, a new matrix form called Generalized Hadamard (GHadamard) has been developed to generate new (involutory) Maximum Distance Separable (MDS) matrices with minimum XOR count which can be used in diffusion layers of lightweight the block ciphers. Hadamard matrix form has been extended and generalized with the GHadamard matrix form. The best-known results of XOR count for 8x8 involutory MDS and non-involutory MDS matrices over GF(2^4) have been improved by using GHadamard matrix form. The new 4x4 involutory MDS matrices over GF(2^4) and GF(2^8) with the best-known XOR count have been generated. Moreover, the best-known result of XOR count for 8x8 GHadamard non-involutory MDS matrices over GF(2^8) has been given. In the second part of the thesis, a new software-targeted lightweight block cipher has been designed. The new components have been developed for the diffusion layer, confusion layer and key scheduling algorithm of the proposed lightweight block cipher. The proposed lightweight block cipher has been applied for secure communication to the resource-constrained device.
Benzer Tezler
- Blok şifrelerde kullanılan ikili ve MDS matrisler için yeni tasarım teknikleri
New design techniques for binary and MDS matrices used in block ciphers
GÖKHAN TUNCAY
Doktora
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTrakya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM TOLGA SAKALLI
- Sonlu halkalar üzerinde tanımlı bazı özel kodların incelenmesi ve uygulamaları
A study of some special codes over finite rings and its applications
GÜLSÜM GÖZDE GÜZEL
Doktora
Türkçe
2019
MatematikTrakya ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN ÇENGELLENMİŞ
- Hafif sıklet kriptografi için involutif mds matris uygulamaları
Involutory mds matrix applications for lightweight cryptography
TUĞÇE TUFANÇLI
- Kriptografik yayılım tabakalarında optimizasyon teknikleri
Optimization techniques in cryptographic diffusion layers
NİHAL TAN KAÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTrakya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM TOLGA SAKALLI
- Kombinatoryal tasarımlar ve kesirli tekrarlama kodları
Combinatorial designs and fractional repetition codes
CEREN KARTAL