Skip to main content
SUPERVISOR
بهناز عمومی (استاد مشاور) سیدمحمد دخیل علیان (استاد راهنما) حمید ملا (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sayyed mahdi Sadjadieh
سیدمهدی سجادیه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1385

TITLE

Methods for Design of Diffusion Layers in Modern Block Ciphers
Modern block ciphers are cascades of several rounds and each round consists of confusion and diffusion layers. In many block ciphers, non-linear substitution boxes (S-boxes) form the confusion layer, and a linear transformation provides the required diffusion. The diffusion layer plays an efficacious role in providing resistance against the most well-known attacks on block ciphers, such as differential cryptanalysis (DC) and linear cryptanalysis. In this thesis, first we propose a new involutory construction for diffusion layer where be replaced in the diffusion layer of the block cipher Hierocrypt to increase their performance without decrease of security. The new diffusion layer are based on the invertibility of some simple linear functions in GF(2). According to the new method, recursive diffusion layers are designed and these properties are studied. In the last, the method is proposed that makes an involutory MDS matrix from the Vandermonde matrices. Then we propose another method for the construction of 2 n × 2 n Hadamard MDS matrices in the finite field GF(2 q ). In addition to introduce this method, we present a direct method for the inversion of a special 0cm 0cm 0pt; mso-layout-grid-align: none" Key words: Block cipher, Diffusion layer, Branch number, MDS matrix.
گسترش شبکه‌های اطلاع‌رسانی، افزایش دسترسی مردم به کامپیوتر و جایگزینی روشهای الکترونیکی ارتباط به جای روشهای سنتی، افزایش نیاز به امن‌سازی اطلاعات و ارتباطات را نیز به دنبال داشته است. رمزهای قالبی از مهمترین ابزارهای رمزنگاری هستند که هدف اولیه از کاربرد آنها محرمانه نمودن داده‌هاست و از این رو طراحی این رمزها در دهه‌ی اخیر مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. هر رمز قالبی شامل چندین مرتبه تکرار یک تابع به نام تابع دور است که این تابع به طور معمول از اجزایی مانند ترکیب با زیر کلید، لایه‌ی غیر خطی (Sbox) و تبدیل‌ انتشار (Diffusion layer) تشکیل شده است. معمولاً لایه غیرخطی به صورت اعمال چند لایه غیر خطی کوچک به طور موازی طراحی می‌شود و تبدیل انتشار اثر تبدیل‌های غیر خطی کوچک را در کل قالب انتشار می‌دهد و ترکیب تبدیل انتشار با تبدیل غیر خطی باعث مقاومت رمز قالبی در مقابل حملات مطرح فعلی از جمله حملات خطی و تفاضلی می‌شود. در این رساله پس از بررسی تبدیل‌های انتشار در رمزهای قالبی جدید، تبدیل انتشار جدیدی معرفی می‌شود که در صورت جایگزینی آن به جای تبدیل انتشار رمز قالبی Hierocrypt، سرعت این رمز قالبی در نرم‌افزار، بدون تغییر ویژگی‌های امنیتی، حدود دو برابر خواهد شد. همچنین در تبدیل انتشار معرفی شده، ایده‌ی جدیدی مبتنی بر معکوس پذیری توابع خطی استفاده شده است. در ادامه به عنوان تعمیمی از تبدیل انتشار جدید، دو تبدیل انتشار خودمعکوس و تبدیل انتشار بازگشتی معرفی می‌شود و با جایگزینی آن در ساختار ، سرعت آن با رمز‌های قالبی موجود مقایسه می‌شود. در انتها روند طراحی ماتریس‌های MDS خودمعکوس با ابعاد بزرگ مبتنی بر ماتریس‌های واندرموند ارایه می‌گردد. در روش ارایه شده علاوه بر طراحی ماتریس‌های MDS خودمعکوس، دسته‌ای از ماتریس‌های واندرموند به نام ماتریس‌های SV معرفی می‌شود که هم محاسبه‌ی معکوس آنها از مرتبه‌ی n 2 است و هم ماتریس MDS حاصل از این ماتریس‌ها علاوه بر خودمعکوس بودن، هادامارد نیز می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی