Исследование и разработка физико-математических принципов создания и повышения криптостойкости алгоритмов шифрования на основе динамического хаоса : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. В. Сидоренко

Abstract

Объектом исследования являются алгоритм шифрования и методы, способствующие повышению криптостойкости алгоритмов шифрования с использованием хаотических сигналов, применительно к области защиты информации. Цель работы состоит в изучении и разработке алгоритма шифрования изображений, а также методов для определения количественных показателей последовательностей, применяемых в алгоритме шифрования с использованием хаотических сигналов. В результате проведенного компьютерного моделирования для алгоритма шифрования данных сформулированы критерии определения хаотичности анализируемых последовательностей, включая, наряду с показателями лавинного эффекта, показатели нелинейной динамики. Показано, что в определенных диапазонах значений управляющего параметра и входного значения наблюдаемый лавинный эффект характеризуется значениями лавинного показателя в диапазоне 0-0,1. Разработан и предложен метод определения показателей лавинного эффекта в алгоритме шифрования при использовании базового преобразования на основе сети Фейстеля и дискретного тент-отображения. Наличие лавинного эффекта затрудняет применение дифференциального криптоанализа. Разработан алгоритм шифрования изображений с использованием гаммы, формируемой на основе динамического хаоса. Проведена оценка параметров, характеризующих стойкость алгоритма шифрования. Предложен метод оценки хаотичности выходных последовательностей с использованием модифицированного метода главных компонент при шифровании изображений. Показано при этом, что для алгоритма шифрования с использованием хаотических сигналов целесообразно применять стандартное отображение Чирикова и отображение пекаря. Проведены предварительные исследования сверхширокополосных приемопередающих устройств серии ППС-40А для реализации алгоритма шифрования в беспроводной сети. Приведены результаты экспериментальных исследований сенсорной сети в тестовом режиме с применением сверхширокополосных приемопередающих устройств Полученные результаты рекомендуется применять при разработке стойких алгоритмов шифрования с использованием хаотической динамики для решении задач защиты информации.