Научный руководитель: Jurayev Gayrat Umarovich.
Срок выполнения: 04.01.2021-31.12.2023.
Шифр проекта: Uzb-Ind-2021-98.
Вид проекта: международный (совместный).
Ожидаемые результаты и их значения: в ходе реализации проекта в результате исследования существующих алгоритмов поточного шифрования впервые в Республике Узбекистан будет создан поточный алгоритм шифрования.
В отличие от блочных шифров в разработанном алгоритме потокового шифрования символьное шифрование не задерживает работу криптосистемы. Наоборот, обеспечивает шифрование на высокой скорости, на скорости поступающей информации. Это, в свою очередь, служит для реализации шифрования в режиме реального времени вне зависимости от объема информации и потока данных в условиях роста трафика данных в сетях связи.
Можно выделить следующие основные направления реализации разработанного алгоритма потокового шифрования:
— шифрование различных видео- и аудиоданных на сверхвысокой скорости, при скорости входящего потока данных, превышающей несколько Гбит/с;
— системы (портативные и мобильные устройства, а также специальное оборудование) с ограничениями по параметрам аппаратных и программных средств криптографической защиты (объем памяти, энергопотребление);
— потоковая ЭЦП, проверка целостности данных в режиме реального времени, выполняемая только потоковыми методами.
Важные результаты, достигнутые за отчетный период (по окончании проекта) (за последние 1,5 года):
Выяснилось, что структура алгоритмов потокового шифрования очень проста, состоит из небольшого количества элементов по сравнению с алгоритмами блочного шифрования. Модуль, выполняющий роль ключа и генерирующий последовательность битов с большим периодом, служит основным элементом поточных шифров.
Показано, что для повышения устойчивости алгоритмов потокового шифрования к разным методам криптоанализа показано, что используется несколько сдвиговых регистров и вводятся специальные действия для смешивания значений внутреннего состояния регистров и других элементов алгоритма.
Выявлено, что регистры линейного сдвига имеют очень высокую скорость и низкое энергопотребление и являются наиболее популярными и хорошо изученными регистрами, которые генерируют последовательности битов с длинным периодом.
Показано, что в отличие от линейных регистров сдвига, которые имеют максимальную длину периода 2n-1, сдвиговые регистры с полным циклом имеют длину периода 2n. Однако создание сдвиговых регистров полного цикла остается открытой проблемой.
Выявлено, что нелинейные регистры сдвига позволяют обходить слабые ключи и в связке с другими регистрами сдвига могут порождать действительно длинные псевдослучайные последовательности.
Выявлено, что для обеспечения высокой стойкости шифрования необходима генерация достаточно длинной неповторяющейся ключевой последовательности.
Ведутся исследовательские работы по определению состава нового алгоритма потокового шифрования на основе структуры SPONGE, которая набирает популярность каждым годом. Начато обоснование выбора криптографических операций и преобразований, реализуемые в этом поточном алгоритме шифрования.
Patent: —
Международные научные работы по базе WoS и Scopus, опубликованные в рамках проекта:
- T. Abdullaev, and G. Juraev. Selection of the Optimal Type of the Gamming Function for Symmetric Encryption Algorithms. AIP Conf. Proc. 2365, P.040004-1–040004-13. https://doi.org/10.1063/5.005684. Published Online: 16 July 2021.
- T. Abdullaev, and G. Juraev. Development of a Method for Generating Substitution Tables for Binary and Ternary Number Systems. AIP Conf. Proc. 2365,
P. 040003-1–040003-11. https://doi.org/10.1063/5.0056841. 16 July 2021. - T. Abdullaev, and G. Juraev. Application three-valued logic in symmetric block encryption algorithms. Journal of Physics: Conference Series 2131 (2021) 022082 doi:10.1088/1742-6596/2131/2/02208.
- A. Ikramov and G. Juraev. The Complexity of Testing Cryptographic Devices on Input Faults. Network and System Security 2021, Lecture Notes in Computer Science 13041, P. 202–209.
- A. Kabulov, I. Saymanov, I. Yarashov, F. Muxammadiev. Algorithmic method of security of the Internet of Things based on steganographic coding. IEMTRONICS 2021 (International IOT, Electronics and Mechatronics Conference).
