Skip to main content
SUPERVISOR
محمدحسین شکیبا (استاد مشاور) سیدمحمد دخیل علیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Hossein Faghihi Sereshgi
محمدحسین فقیهی سرشگی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Biclique Cryptanalysis on Lightweight Block Ciphers PRESENT and MIBS
The advent and development of RFID tags and Wireless Sensor Networks which have less accessibility to the required sources for carrying out the computations have iired many researches to optimize these devices so that by considering the limitations, the desired efficiency can be obtained and the mounting costs of this type can be minimized. To present appropriate solutions for the security of these applications, Lightweight Cryptography, in both fields of cipher designing and cryptanalysis, has received increasing attention. In this regard, many block ciphers have been introduced, such as PRESENT, CLEFIA, and KASUMI, each of which has been considered by international organizations and researchers. Meanwhile, some block ciphers, like MIBS, have been created by compiling or lightening some parts of other ciphers. In the analysis of lightweight block ciphers, some conventional methods like Differential cryptanalysis, Impossible Differential cryptanalysis, and Biclique cryptanalysis have been used. This thesis, while further investigating the metrics of lightweight block ciphers, introduces some new and well-known lightweight block ciphers. Then some new cryptanalyses have been conducted on two lightweight block ciphers which use 80-bit key, namely, MIBS and PRESENT, using Biclique cryptanalysis. These cryptanalyses were carried out on the full round versions of these ciphers and the results obtained were found to be better than other cryptanalyses conducted so far on these two lightweight block ciphers. The attack on MIBS which uses matching without matrix method has computational complexity of 2 78.98 , data complexity of 2 52 chosen plaintexts and memory complexity of 2 17.17 bytes. The attack on PRESENT has computational complexity of 2 79.41 , data complexity of 2 22 chosen plaintexts and memory complexity of 2 17.17 bytes. Keywords 1- Lihgtweigh Block Cipher 2- Cryptanalysi 3- Biclique Cryptanalysi 4- Metrics of Lightweight Block Cipher 5- MIBS block Cipher 6- PRESENT block Ciphe 7- Security of Lightweight Block Ciphers
ظهور و فراگیر شدن وسایلی مانند برچسب‌های RFID و شبکه‌های حسگر بی‌سیم که دسترسی کمی به منابع موردنیاز برای انجام محاسبات دارند، باعث شده است تا تحقیقات زیادی درزمینه‌ی بهینه‌سازی این وسایل انجام شود تا هم بتوان با در نظر گرفتن این محدودیت‌ها به کارایی موردنظر دست‌یافت و هم هزینه‌های پیاده‌سازی سامانه‌هایی ازاین‌دست کمتر شود. برای ارائه راه‌حل‌های مناسب درزمینه‌ی امنیت این سامانه‌ها رمزنگاری سبک، هم ازنظر طراحی رمز و هم ازنظر تحلیل رمز، موردتوجه روزافزونی قرارگرفته است. درزمینه‌ی رمزهای قالبی سبک، تاکنون رمزهای سبک بسیاری مطرح‌شده‌اند که از بین آن‌ها می‌توان به رمزهای قالبی PRESENT، CLEFIA و KASUMI اشاره کرد که هرکدام به نحوی مورد اقبال سازمان‌های بین‌المللی و محققین فعال درزمینه‌ی رمزنگاری قرارگرفته‌اند. دراین‌بین بعضی رمزها مانند MIBS از تلفیق و سبک‌سازی اجزای مختلف رمزهای دیگر به وجود آمده‌اند. در تحلیل رمزهای قالبی سبک از روش‌های مرسوم مانند تحلیل تفاضلی، تحلیل تفاضل ناممکن یا تحلیل بایکلیک استفاده می‌شود. در این پایان‌نامه ضمن بررسی دقیق‌تر معیارهای رمزهای قالبی سبک، به معرفی تعدادی رمز قالبی سبک معروف و جدید پرداخته می‌شود و سپس با استفاده از تحلیل بایکلیک، تحلیل‌هایی جدید روی دو رمز MIBS و PRESENT با کلید 80 بیتی ارائه می‌شود. این تحلیل‌ها به‌صورت تمام‌دور بوده و نتایج آن‌ها از نتایج دیگر تحلیل‌هایی که تاکنون روی این دو رمز قالبی سبک ارائه شده است بهتر می‌باشد. تحلیل انجام شده روی رمز MIBS از روش تطابق بدون ماتریس استفاده می کند و دارای پیچیدگی محاسبات 2 78.98 ، پیچیدگی داده‌ی 2 52 متن اصلی منتخب و پیچیدگی حافظه‌ی 2 17.17 بایت است. تحلیل انجام شده روی رمز PRESENT دارای پیچیدگی محاسبات 2 79.41 ، پیچیدگی داده‌ی 2 22 متن اصلی منتخب و پیچیدگی حافظه‌ی 2 17.17 بایت است. واژه‌های کلیدی : 1- رمز قالبی سبک 2- تحلیل رمز 3- تحلیل بایکلیک 4- معیارهای رمزهای قالبی سبک 5- رمز قالبی MIBS 6- رمز قالبی PRESENT 7- امنیت رمزهای قالبی سبک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی