крипта_7

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Факультет: Кибербезопасности

Кафедра: Защищенных систем связи

Дисциплина: Методы и средства криптографической защиты информации

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7

Тема:

“Линейный криптоанализ блочного шифра”

Направление/специальность подготовки

10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем

(код и наименование направления/специальности)

Студент:

__________

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Преподаватель:

профессор кафедры ЗСС Яковлев В. А. ________

(Ф.И.О. преподавателя) (подпись)

Цель работы

Целью данной работы является изучение принципа линейного криптоанализа блочных шифров, реализованных по схеме SPN.

Задание

1. Произвести оценку «линейности» S-box «учебного шифра», построенного на основе схемы SPN.

2. Построить сквозную линейную аппроксимацию шифра.

3. Произвести вычисление элементов 5-го раундового ключа шифра SPN, используя линейный криптоанализ.

4. Рассчитать вероятности линейных аппроксимаций

Ход работы

1. Анализ линейных аппроксимаций S-box ППШ

Вероятности появления линейных комбинаций произвольно выбраны

X₁ X₂ = Y₂ вероятность появления = 0,375 перекос = -0,125

X₁ X_{4 =} вероятность появления = 0,25 перекос = -0,25

X₁ X₃ = вероятность появления = 0,625 перекос = 0,125

Генерация ключа

Для исходного ключа «0011001»

2. Линейный криптоанализ учебного ППШ

1. Сквозная линейная аппроксимация по варианту

№ вар.	1 раунд	2 раунд	3 раунд
4	S14	S22	S32,S34 ->S33,S34

Примечание. S блоки на 3 раунде не дали нужно результата (был результат перекос = 0), изменила на 3 раунде S32 на S33. Итог S32 и S34 были заменены S33 и S34

2. Расчет вероятностных характеристик линейных аппроксимаций по раундам

1-ый раунд:

P₁₃ ⊕ P₁₅ ⊕ P₁₆ = V₄₂, P₁ = 1/4 + 1/2 = 3/4, δ₁ = 1/4

2-ой раунд:

P₁₃ ⊕ P₁₅ ⊕ P₁₆ = V₂₃ ⊕ V₂₄,

P₂ = 1/2 + 2(3/4-1/2)(3/8-1/2) = 7/16, δ₂ = -1/32

3-й раунд:

P₁₃ ⊕ P₁₅ ⊕ P₁₆ = V₃₂ ⊕ V₃₃ ⊕ V₄₂ ⊕ V_43­,

P₄ = 1/2 + 2³(3/4-1/2)(3/8-1/2)³ = 127/256, δ₃ = -1/256

Итог:

P = 0,49609375

δ = - 0,00390625

Результаты совпадают

3. Скриншоты окна подбора ключа для разных N

N = 1000

N = 5000

N = 35000

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы изучили принцип линейного криптоанализа блочных шифров, реализованных по схеме SPN. Принцип линейного криптоанализа — это метод атаки на криптографические системы, основанный на анализе линейных зависимостей между входными и выходными данными системы. Криптографические системы могут быть усилены против линейного криптоанализа путем использования нелинейных преобразований и других методов защиты.