Geri Dön

Gröbner basis attack on Stark-friendly symmetric-key primitives: JARVIS, MiMC and GMiMCerf

Stark dostu simetrik anahtar ilkellerine karşı Gröbner baz saldırısı: JARVIS, MiMC ve GMiMCerf

PDF İndir

  1. Tez No: 665935
  2. Yazar: GİZEM KARA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ DOĞANAKSOY, DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ YAYLA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Bilim ve Teknoloji, Matematik, Computer Engineering and Computer Science and Control, Science and Technology, Mathematics
  6. Anahtar Kelimeler: Gröbner bazları, Gröbner bases
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Uygulamalı Matematik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Son yıllarda güvenli çok partili hesaplama (MPC), tamamen homomorfik şifreleme (FHE) ve sıfır bilgi kanıtları (ZK) gibi gelişmiş kriptografik protokollerde kullanılmak üzere bir dizi aritmetizasyon odaklı şifreleme ortaya çıkmıştır. AES veya SHA2/SHA3 gibi standart blok şifreler ve özet fonksiyonlarının yazılım ve donanımda verimli olduğu ancak bu yeni alanda kullanım için uygun olmadığı kanıtlanmıştır bu nedenle, yeni türde kriptografik ilkeller önerilmektedir. Ancak, geleneksel olanların aksine bu tür aritmetizasyon odaklı blok şifreleri veya özet fonksiyonlarını tasarlamak ve analiz etmek için standart bir yaklaşım yoktur, dolayısıyla güvenlik analizlerinin dikkatlice yapılması gerekmektedir. 2018'de StarkWare, şeffaf ve kuantum sonrası güvenli kanıt sistemleri ZK-STARK'larda kullanılacak verimli ve güvenli bir özet fonksiyonu seçmek üzere halka açık bir STARK Dostu Özet (SFH) Mücadelesi başlatmıştır. JARVIS blok şifresi STARK uygulamaları için tasarlanmış ilk şifrelerden biridir, ancak yayınlanmasından kısa bir süre sonra şifrenin Gröbner baz saldırısına karşı savunmasız olduğu görülmüştür. Bu yüksek lisans tezi, yeni blok şifreler MiMC, GMiMCerf (SFH adayları) ve JARVİS varyantlarına karşı Gröbner baz saldırısını tanımlamayı hedeflemektedir. JARVİS benzeri şifrelere Gröbner baz saldırısının karmaşıklığı, azaltılmış tur sayılı MiMC'ye yönelik Gröbner baz saldırısının deneysel sonuçları ve GMiMCerf ye ait Gröbner bazda bulunan yapı sunulmaktadır.

Özet (Çeviri)

A number of arithmetization-oriented ciphers emerge for use in advanced cryptographic protocols such as secure multi-party computation (MPC), fully homomorphic encryption (FHE) and zero-knowledge proofs (ZK) in recent years. The standard block ciphers like AES and the hash functions SHA2/SHA3 are proved to be efficient in software and hardware but not optimal to use in this field, for this reason, new kind of cryptographic primitives proposed. However, unlike traditional ones, there is no standard approach to design and analyze such block ciphers and the hash functions, therefore their security analysis needs to be done carefully. In 2018, StarkWare launched a public STARK-Friendly Hash (SFH) Challenge to select an efficient and secure hash function to be used within ZK-STARKs, transparent and post-quantum secure proof systems. The block cipher JARVIS is one of the first ciphers designed for STARK applications but, shortly after its publication, the cipher has been shown vulnerable to Gröbner basis attack. This master thesis aims to describe a Gröbner basis attack on new block ciphers, MiMC, GMiMCerf (SFH candidates) and the variants of JARVIS. We present the complexity of Gröbner basis attack on JARVIS-like ciphers, results from our experiments for the attack on reduced-round MiMC and a structure we found in the Gröbner basis for GMiMCerf.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    995670

    Ideals generated by quadratic binomials, hibi relations and polyominoes

    Ikinci dereceden binomlar tarafindan üretilen idealler, hibi iliskileri ve poliominolar

    AYESHA ASLOOB QURESHİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    MatematikGovernment College Unıversıty Lahore

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. JÜRGEN HERZOG

  2. Tez No

    413234

    Partial key exposure attacks on multi-power RSA

    Çoklu kuvvet RSA'ya kısmi bilgi saldırıları

    MUHAMMED FETHULLAH ESGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Şehir Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. OSMANBEY UZUNKOL

    DR. MEHMET SABIR KİRAZ

  3. Tez No

    346021

    HFE based multi-variate quadratic cryptosystems and Dembowski Ostrom polynomials

    HFE tabanlı ikinci dereceden çok değişkenli kriptosistemler ve Dembowski Ostrom polinomlar

    BİLAL ALAM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    MatematikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    PROF. DR. FERRUH ÖZBUDAK

    DR. OĞUZ YAYLA

  4. Tez No

    309849

    On calculation of reduced Gröbner-Shirshov basis of some classical affine Weyl groups

    Bazı affine Weyl grupları için indirgenmiş Gröbner-Shirshov tabanlarının hesaplanması

    ABDULKADİR ARIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    MatematikAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENAP ÖZEL

    YRD. DOÇ. DR. EROL YILMAZ

  5. Tez No

    300177

    Gröbner tabanları

    Gröbner basis

    YUSUF ÖZENİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    MatematikTrakya Üniversitesi

    Cebir ve Sayılar Teorisi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FİGEN ÖKE

Geri Dön