доктор технических наук, профессор, профессор кафедры защищенных систем связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры защищенных систем связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
кандидат технических наук, заместитель технического директора, начальник сектора защиты информации ЗАО «Научные приборы»
кандидат-физико-математических наук, доцент, доцент кафедры высшей математики Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России
В настоящей работе, состоящей из двух частей, представлены как уже опубликованные ранее (но труднодоступные) результаты, так и новые. Актуальность данной работы заключается, во-первых, в том, что в последнее время получен ряд новых результатов в области прикладной криптографии, которые нуждаются как в разъяснении, так и в практическом применении. Именно это и является основной целью настоящей работы. Постановка проблемы в первой части статьи касается сложности взлома симметричных шифров, в то время как во второй части статьи обсуждается так называемая бесключевая криптография, а именно: концепция канала прослушивания, реализация каналов связи, позволяющих обеспечить информационную безопасность без процедуры обмена ключами между легитимными корреспонденциями. В работе широко используются методы прикладной математики, а именно: алгебры, чисел, вероятностей и теории информации. Также используется компьютерное моделирование. Новизна первой части работы заключается в следующем: во-первых, проясняется смысл ограничения времени жизни ключа для различных режимов симметричного шифрования, во-вторых, поясняется подход взлома шифра с использованием квантовых компьютеров, в-третьих, подробно исследуется аутентификация ключа для протокола Диффи ‒ Хеллмана на основе технологии «спаривания» мобильных устройств. Во второй части статьи представлена уязвимость криптосистемы Дина ‒ Голдсмита при некотором расширении атак. Основными результатами данной статьи являются: оценка времени жизни ключа для симметричного шифрования в режиме CBC, прояснение алгоритма Гровера взлома симметричных шифров методом грубой силы, разработка метода аутентификации значений Диффи ‒ Хеллмана на основе предварительно распределенных последовательностей, выбор шифров, позволяющих работать с протоколом Шамира без предварительного разделения ключа, взлом протокола Дина ‒ Голдсмита при некоторых условиях, доказательство факта о возможной взламываемости протокола разделения ключа по бесшумным каналам связи. Практическое применение результатов статьи заключается в стимулировании правильного выбора шифров и их параметров с целью обеспечения их устойчивости к различным атакам и большего внимания к алгоритмам бесключевой криптографии.
In the current paper, consisting from two parts, are presented both results already published before (but hard for access) and new once. Actuality of this work is firstly in a fact that recently has been obtained a number of new results in area of applied cryptography that are needed both in a clarification and be put into practice. This is namely the main goal of the current paper. The setting problem in the first paper part concerns to a complexity of symmetric cipher breaking while in the second part of the paper is discussed, so called, keyless cryptography, namely: wiretap channel concept, execution of communication channels which allow to provide information security without of key exchange procedure between legal correspondences. In the part widely used methods of applied mathematics, namely: algebra, number, probability and information theories. Computer simulation also used there. A novelty of the first part of work consists in the following: first of all it is clarified the sense of a key lifetime limitation for different symmetric cipher modes, secondly, it is explained an approach of cipher breaking by the use of quantum computers, finely, the key authentication for the Diffie ‒ Hellman protocol based on the mobile device pairing technology is investigated in detail. In the second part of the current paper has been presented a vulnerability of Dean ‒ Goldsmith cryptosystem under some extension of attacks. The main results of this paper are: estimation of the key lifetime of single key for symmetric cipher in CBC mode, clarifying of Grover’s algorithm breaking of symmetric ciphers by brute force attack, development of a method for authentication of Diffie ‒ Hellman values based on pre-distributed sequences, selection of ciphers which allow to execute with Shamir’s protocol without any key sharing in advance, breaking of Dean ‒ Goldsmith protocol under some conclusions, proof the fact regarding of a possible breakability of the key sharing protocol over noiseless communication channels. Practical application of paper results consists in the fact of stimulation the correct choice of ciphers and their parameters in order to provide their resistance to different attacks and more attention to algorithms of keyless cryptography.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.