28566

Проблема дискретного логарифмирования, аутентификация

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Система строится из криптографических примитивов низкого уровня:групповой операции симметричного шифра функции хэширования и алгоритма вычисления кода аутентификации сообщенияимитовставки MAC. Код аутентификации сообщения позволяет пользователям обладающим общим секретным ключом выработать битовую строку для аутентификации и проверки целостности данных Пусть Msg = {01} пространство сообщений mKey = {01}mLen пространство ключей для вычисления MAC для некоторого mLen N Tag = {01}tLen включающее множество всех возможных...

Русский

2013-08-20

86.42 KB

4 чел.

  1.  Проблема дискретного логарифмирования, аутентификация

Система шифрования была представлена Мишелем Абдаллой, Михиром Беллэром и Филлипом Рогэвэем в рамках европейского проекта NESSIE (New European Schemes for Signatures, Integrity and Encryption). Она столь же эффективна, что и система Эль-Гамаля, но обладает дополнительными свойствами безопасности.

Данная криптосистема реализуема на основе любой циклической группы, для которой может быть  сформулирована проблема Диффи-Хеллмана, например в {Zp*} или в группе точек на эллиптической кривой.Система строится из криптографических примитивов низкого уровня:групповой операции, симметричного шифра, функции хэширования и алгоритма вычисления кода аутентификации сообщения-имитовставки (MAC). Стойкость доказывается на основе предположения о сложности решения соответствующей проблемы Диффи-Хеллмана и предположения о стойкости входящих в схему симметричных примитивов.Опишем криптографические примитивы, входящие в схему.

Циклическая группа G = {g}. Далее будем использовать мультипликативную запись групповой операции. Алгоритмы, реализующие эту операцию, будут работать с представлениями элементов группы в виде битовых строк фиксированной длины gLen € N. Способ кодирования G →{0,1}gLen не фиксируется и может быть выбран из соображений эффективности.

Код аутентификации сообщения позволяет пользователям, обладающим общим секретным ключом, выработать битовую строку для аутентификации и проверки целостности данных Пусть Msg = {0,1}* – пространство сообщений, mKey = {0,1}mLen – пространство ключей для вычисления MAC для некоторого mLen € N, Tag = {0,1}tLen – включающее множество всех возможных значений MAC для некоторого tLen €N. В этих обозначениях код аутентификации сообщений представляет собой пару алгоритмов MAC =

{MAC.gen, MAC.ver}. Алгоритм генерации MAC определяется как отображение MAC.gen(k,x):mKey×MsgTag и может быть вероятностным. Алгоритм верификации MAC является отображением со свойством MAC.ver(k,x,MAC.gen(k,x))=1.

В качестве MAC можно использовать, например, блочный шифр с достаточной длиной блока и ключа в режиме сцепления блоков шифрованноготекста.

Симметричный шифр позволяет пользователям, обладающим общим секретным ключом, обеспечить секретность. Пусть Msg, как и ранее, пространство сообщений, eKey = {0,1}eLenпространство ключей для некоторого eLen € N, Ctext = {0,1}* – включающее множество всех возможных значений шифрованного текста и Coins = {0,1} – множество строк бесконечной длины. В этих обозначениях шифр представляет собой пару алгоритмов SYM = {SYM.enc, SYM.dec}. Алгоритм зашифрования определяется как отображение

SYM.enc(k,x,r):eKey ×Msg×CoinsCtext , алгоритм расшифрования является отображением

SYM.dec(k,y):eKey ×CtextMsgUu{BAD}, где значение BAD выдается, если шифртекст у не является результатом зашифрования никакого открытого текста.

Асимметричный шифр. Пусть Msg, Ctext, Coins определены как и ранее, PK G{0,1}* , SK G{0,1}* – множества открытых и секретных ключей.Асимметричный шифр определяется как тройка алгоритмов

ASYM ={ASYM.enc, ASYM.dec, ASYM.Key}. Алгоритм зашифрования является отображением

ASYM.enc(pk,x,r):PK × Msg×CoinsCtext ,а расшифрования: ASYM.enc(sk,y):SK ×CtextMsgUu{BAD}.

Алгоритм выработки ключа в качестве аргумента берет строку r €Coins и выдает пару ключей

pk, sk € PK × SK . При этом должно выполняться следующее свойство:

@ (pk,sk): r€ Coins: (pk,sk)= ASYM.key (r), @ r €Coins

@x €Msg ASYM.dec( sk, ASYM.enc( pk, x, r))=.

Функция хэширования является отображением следующего вида: H :{0,1)2gLen →{0,1)mLen+eLen .

Теперь можно описать криптографические примитивы, непосредственно составляющие рассматриваемую криптографическую систему. Графически процесс зашифрования представлен на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Процесс зашифрования

Все ключевые пары в данном алгоритме выбираются так же, как и в криптосистеме Эль-Гамаля, т.е. пара (pk, sK) = (gv, v) для некоторого случайного v. При отсылке сообщения выбирается некоторое случайное значение и и получателю отсылается gu, что обеспечивает неявный обмен ключами по сxеме Диффи-Хеллмана. Таким образом, зашифрованное сообщение состоит из одноразового открытого ключа, текста, зашифрованного симметричным шифром, и кода аутентификации сообщения, выработанно-

го с помощью алгоритма MAC.gen.

Процесс расшифрования и аутентификации графически представлен на рис. 3.3. Элементы принятого сообщения также выделены двойной рамкой.

Рис. 3.3. Процесс расшифрования и аутентификации

Рассмотренная криптосистема является семантически стойкой и неделимой. В частности, неделимость обеспечивается тем, что значение gu подается на вход функции хэширования. Если этого не сделать, то возможна атака, подобная атаке на шифр Эль-Гамаля.

Эффективность предложенной схемы по существу та же, что и у шифра Эль-Гамаля, т.е. для зашифрования требуются две операции возведения в степень, а для расшифрования – одна. Тем самым для больших сообщений скорость шифрования будет определяться скоростью работы симметричного шифра и алгоритма вычисления кода аутентификации сообщения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69200. Системи літака 574 KB
  У систему запуску входять: електростартер турбостартер або повітряний стартер що забезпечує первинне розкручування ротора АД; електромагнітні клапани і паливні насоси що забезпечують подачу палива в пускові і основні форсунки камери згоряння; запальні пристрої для займання...
69201. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ З АВІАЦІЙНОЇ ТЕХНІКИ І ПРО ДІЯЛЬНІСТЬ ФАХІВЦІВ НАПРЯМУ АВІОНІКА 15 MB
  Задачами вивчення навчальної дисципліни є: навчити студентів основам аеродинаміки і динаміки польоту ЛА конструкції ЛА авіаційного двигуна та їх систем; ознайомити з принципами роботи та складом типових систем авіаційної електроніки авіоніки; дати уявлення про організацію...
69202. ОСНОВИ АЕРОДИНАМІКИ ТА ДИНАМІКИ ПОЛЬОТУ 2.97 MB
  При обтіканні повітряним потоком різних тіл частин літальних апаратів виникають сили і моменти які залежать від форми літальних апаратів і впливають на їх льотнотехнічні характеристики. Аеродинаміка вивчає умови виникнення аеродинамічних сил тобто повітряних...
69203. Природа виникнення аеродинамічних сил. Принципи створення піднімальної сили 8.87 MB
  Картина обтікання крила літака потоком повітря показана на рис. Повна аеродинамічна сила крила: а картина обтікання крила літака потоком повітря; б схема створення повної аеродинамічної сили R.21 а наглядно видно що потік обтікає верхню і нижню частини профілю крила неоднаково.
69204. Основні закони руху повітря, що стискається. Загальні відомості про аеродинаміку великих швидкостей 3.81 MB
  Таким чином величина стиснення залежить від відношення швидкості потоку до швидкості звуку. Це відношення називається числом Маха і вважається критерієм стисливості потоку. Чим більше швидкість повітряного потоку швидкість польоту V і менше швидкість звуку...
69205. Хвильова криза. Поняття про критичне число Маха 8.3 MB
  Найменша швидкість дозвукового польоту при якій у якійнебудь точці крила швидкість потоку що обтікає крило стає рівної місцевої швидкості звуку називається критичною швидкістю польоту Vкр а відповідне їй число Маха польоту критичним Мкр.
69206. Основні види руху літального апарату. Горизонтальний політ літака 1.78 MB
  Основними видами руху які розглядаються в динаміці польоту є горизонтальний політ набір висоти зниження зліт посадка віраж та ін. При розрахунках льотних даних літака зручно користуватися графічними залежностями тяги від швидкості і висоти польоту.
69207. Зліт і посадка літака 6.06 MB
  Зліт і посадка є відповідно первинним і завершальним етапами польоту літака. При зльоті й при посадці змінюються швидкість і висота польоту тому рух літака в цих режимах є несталим. Зліт і посадка літака найбільш відповідальні етапи польоту що вимагають від льотчика граничної уваги і точності.
69208. ЛІТАК ТА ЙОГО СИСТЕМИ 1.62 MB
  Швидкісна система координатних осей ОXYZ використовується для вивчення аеродинамічних сил та при розвязанні задач аеродинамічного розрахунку літака рис. Початок швидкісної системи координатних осей розміщено в центрі мас літака. Головною віссю є швидкісна вісь ОХа направлена по вектору швидкості літака.