Block Ciphers with Matrices Operating Alternately over Columns and Rows

07:00 | 24/05/2021 | GP MẬT MÃ

CSKH-02.2020. Abstract—In this paper, we present the dynamic cryptographic algorithms for long states named ACDEL-2D and ACDEL-3D. The first one was inspired by Rijndael and the second one was inspired by 3D, a three-dimensional block cipher. In both proposals, MDS matrices are used alternately on rows and co lumns of the state and all transformations used in the encryption process are randomly selected depending on pseudorandom sequences. In the block cipher ACDEL-3D the state takes the form of a rectangular parallelepiped or cuboid.

Tóm tắt—Trong bài báo này, chúng tôi trình bày các thuật toán mật mã động cho các trạng thái dài, có tên là ACDEL-2D và ACDEL-3D. Thuật toán đầu tiên bắt nguồn từ thuật toán Rijndael và thuật toán thứ hai bắt nguồn từ thuật toán 3D, một thuật toán với khối dữ liệu được biểu diễn ở dạng ba chiều. Cả hai đề xuất đều sử dụng xen kẽ ma trận MDS trong các hàng và cột của trạng thái và tất cả các phép biến đổi được sử dụng trong quá trình mã hóa được chọn ngẫu nhiên tùy thuộc vào chuỗi giả ngẫu nhiên. Trong mật mã khối ACDEL-3D, trạng thái có dạng hình chữ nhật song song hoặc hình khối.

Xem toàn bộ bài báo tại đây.

References

Daemen J. and Rijmen V. The Rijndael block cipher. AES proposal. 1999. http://www.daimi.ai.dk/∼iran/rijndael.pdf. Accessed on Dec 11, 2020.
Federal Information Processing Standard. Announcing the Advanced Encryption Standard (AES). FIPS Publication 197, 2001.
Daemen J. and Rijmen V. “The design of Rijndael: AES - The Advanced Encryption Standard”. Second Edition. Springer. 2020.
Nakahara J. and Abrahao E. "A New Involutory MDS Matrix for the AES." IJ Network Security 9 (2), 2009.
Elumalai R. and Raji A. "Improving diffusion power of AES Rijndael with 8x8 MDS matrix." International Journal of Scientific & Engineering Research 2 (3), 2011.
Liu Z. and De H. "Dynamic Encryption Algorithm Based on Rijndael." Advanced Materials Research. Vol. 490. Trans Tech Publications Ltd, 2012.
Craig Suzanne. "A Simplified AES with Field Characteristic 7." Proceedings of the NCUR. 2014.
Gowda S., Aravind H. and Usha S. "Design and ASIC Implementation of Modified Rijndael Cipher." (IRJET) International Research Journal of Engineering and Technology. 2016.
Yang M., Xiao B. and Meng Q. "New AES Dual Ciphers Based on Rotation of Columns." Wuhan University Journal of Natural Sciences 24 (2), 2019.
Bossert J, et al. "Pholkos - Efficient Large-state Tweakable Block Ciphers from the AES Round Function." IACR ePrint Archive, Vol. 275, 2020.
Nakahara J. "3D: A three-dimensional block cipher." International Conference on Cryptology and Network Security. Springer, Berlin, Heidelberg, 2008.
Ariffin S., Mahmod R. and Jaafar A.. "Immune systems approaches for cryptographic algorithm." Sixth International Conference on
Bio-Inspired Computing: Theories and Applications. IEEE, 2011.
Jamel S., et al. “The hybrid cubes encryption algorithm (HiSea).” Advances in Wireless, Mobile Networks and Applications. Springer, 2011.
Chugunkov I., et al. “Three - dimensional data stochastic transformation algorithms for hybrid supercomputer implementation.” 17th Mediterranean Electrotechnical Conference. IEEE, 2014.
Federal Information Processing Standard. “SHA-3 standard: Permutation-based hash and extendable-output functions.” FIPS Publication 202, 2015.
Wang Q. and Jin C. “A non-alternate 3D structure and its practical security evaluation against differential and linear cryptanalysis.” Science China Information Sciences 61 (5), 2018.
Rijmen V., Daemen J., Preneel B., Bosselaers A. and De Win E. “The cipher SHARK”. LNCS 1039, pp. 99–111. Springer, 1996.
Federal Agency on Technical Regulation and Metrology. “National Standard of the Russian Federation GOST R34.12-2015”. 2015.
Freyre P, Díaz N and Morgado E. R. “Some algorithms related to matrices with entries in a finite field”. Journal of Discrete Mathematical Sciences & Cryptography. India. Vol. 12, No. 5, pp. 509–519. 2009.
Freyre P and Díaz N. “Generación aleatoria de permutaciones del grupo simétrico o del grupo alternado”. Revista Investigación Operacional. Vol. 36, No. 2, 2015.
Freyre P, Díaz N, Díaz R and Pérez C. “Random generation of MDS matrices”. Proceedings of Current Trends in Cryptology CTCrypt2014. Russia, 2014.
Gupta K. C. and Ray I. G. “On constructions of MDS matrices from companion matrices for lightweight cryptography”. In CD-ARES.2013 Workshop: MOCrySEn, pp. 29-43, Springer. 2013.

Thông tin trích dẫn: Pablo Freyre, Oristela Cuellar, Nelson Díaz, Adrián Alfonso, “Block Ciphers with Matrices Operating Alternately over Columns and Rows”, Journal of Science and Technology on Information Security, ISSN 2615-9570, Vol. 12, No. 02, 2020, pp. 18-29.

Pablo Freyre, Oristela Cuellar, Nelson Díaz, Adrián Alfonso

‹ › ×

Tin liên quan

SDK-AES: Thuật toán mã khối động ở cả tầng thay thế và khuếch tán

15:00 | 26/08/2019

Trong những năm gần đây, lĩnh vực mã khối động đã được nhiều nhà mật mã quan tâm nghiên cứu nhờ khả năng nâng cao độ an toàn của mã khối, chống lại nhiều loại thám mã khác nhau. Các mã khối có thể được “động hóa” ở một trong những thành phần của nó. Bài viết này giới thiệu thuật toán mã khối động SDK-AES có hai thành phần quan trọng được làm động, là tầng thay thế và tầng khuếch tán.

Bộ Tổng tham mưu tổ chức Hội thi Kỹ thuật mật mã khối Binh chủng, Tổng cục năm 2019

22:00 | 08/08/2019

Từ ngày 06 - 08/8/2019, tại Trường Trung cấp Kỹ thuật mật mã, Bộ Tổng tham mưu đã tổ chức Hội thi Kỹ thuật mật mã khối Binh chủng, Tổng cục năm 2019. Đến tham dự có: Thiếu tướng Lê Xuân Trường, Phó Trưởng ban Ban Cơ yếu Chính phủ: Thiếu tướng Nguyễn Quốc Hùng, Cục trưởng Cục Cơ yếu, Bộ Tổng tham mưu, Trưởng Ban chỉ đạo Hội thi.

Phân tích 64 lược đồ hàm nén trong mô hình hàm băm dựa trên mã khối

13:00 | 12/08/2019

Tóm tắt— Cấu trúc cho các hàm băm lặp dựa trên mã khối đã được nghiên cứu, trong đó kích thước giá trị băm bằng kích cỡ khối và kích cỡ khóa đã được quan tâm nghiên cứu rộng rãi. Bài báo này, chúng tôi chi tiết 64 lược đồ theo mô hình tổng quát được đề xuất bởi B. Preneel và các đồng sự, dựa trên 5 tấn công cơ bản. Chi tiết hóa phân loại lược đồ theo số lượng các biến đầu vào và thực hiện đánh giá độ an toàn của một trong số các lược đồ an toàn theo quan điểm thám mã vi sai.

Tin cùng chuyên mục

Một số kỹ thuật phát hiện botnet bằng Honeynet

09:00 | 08/03/2024

Từ lâu, botnet là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với an ninh mạng, nó đã gây ra nhiều thiệt hại cho các tổ chức và doanh nghiệp trên toàn thế giới. Bài báo sẽ giới thiệu tới độc giả một số kỹ thuật phát hiện botnet bằng Honeynet và tính hiệu quả của chúng, đồng thời đề xuất một số hướng phát triển trong tương lai để nâng cao khả năng phát hiện và ngăn chặn botnet bằng Honeynet.

An toàn khi sử dụng thiết bị đồng hồ thông minh

08:00 | 09/01/2024

Nhiều người trong chúng ta thường có thói quen chỉ để ý đến việc bảo vệ an toàn máy tính và điện thoại của mình nhưng lại thường không nhận ra rằng đồng hồ thông minh (ĐHTM) cũng có nguy cơ bị tấn công mạng. Mặc dù ĐHTM giống như một phụ kiện cho các thiết bị chính nhưng chúng thường được kết nối với điện thoại, máy tính cá nhân và có khả năng tải các ứng dụng trên mạng, cài đặt tệp APK hay truy cập Internet. Điều đó có nghĩa là rủi ro mất an toàn thông tin trước các cuộc tấn công của tin tặc là điều không tránh khỏi. Vậy nên để hạn chế những nguy cơ này, bài báo sau đây sẽ hướng dẫn người dùng cách sử dụng ĐHTM an toàn nhằm tránh việc bị tin tặc lợi dụng đánh cắp thông tin.

Trách nhiệm bảo mật mạng 5G của các nhà cung cấp dịch vụ và triển khai

08:00 | 06/11/2023

Khi 5G ngày càng phổ biến và được nhiều doanh nghiệp sử dụng cho truyền tải không dây, một câu hỏi quan trọng được đặt ra đó là: “Ai chịu trách nhiệm đảm bảo bảo mật cho 5G?”. Việc triển khai 5G bảo mật bao gồm nhiều khía cạnh và trách nhiệm, nó sẽ là trách nhiệm chung của cả các nhà cung cấp dịch vụ và các doanh nghiệp triển khai.

Tính năng IP Protection mới của Google Chrome giúp ẩn địa chỉ IP của người dùng nhằm nâng cao quyền riêng tư

15:00 | 24/10/2023

Google cho biết đang thử nghiệm tính năng “IP Protection” mới cho trình duyệt Chrome để nâng cao quyền riêng tư của người dùng bằng cách che giấu địa chỉ IP của họ bằng máy chủ proxy.

Tin được quan tâm

Bảo đảm an ninh thông tin cơ sở hạ tầng quan trọng của Hoa Kỳ

08:00 | 11/01/2024 | Chính sách - Chiến lược
Giải pháp phân loại tương tác giữa 2 người trong chuỗi ảnh rời rạc (Phần I)

09:00 | 10/01/2024 | Giải pháp khác

Giải pháp tăng cường an ninh mạng ở Italia

09:00 | 05/01/2024|Chính sách - Chiến lược
Cạnh tranh Mỹ - Trung về cáp quang biển toàn cầu (phần 1)

09:00 | 05/01/2024|An ninh – Quốc Phòng

CISA cung cấp dịch vụ an ninh mạng cho các tổ chức trọng yếu không thuộc Chính quyền

09:00 | 21/12/2023|CA Công cộng
5 lưu ý giúp tăng cường bảo mật công nghệ vận hành cho các doanh nghiệp sản xuất

14:00 | 14/08/2023|Giải pháp khác

Giải pháp khác

Thiết lập chính sách mật khẩu an toàn trên Linux

Hiện nay, số lượng các cuộc tấn công mạng nhắm đến hệ điều hành Linux đang ngày càng gia tăng cả về số lượng lẫn mức độ tinh vi, đặc biệt là các sự cố liên quan đến việc lộ lọt mật khẩu. Thông thường, khi tạo tài khoản mới trên Linux, người dùng có thể sử dụng những mật khẩu tùy ý, kể cả những mật khẩu yếu, điều này có thể gây ra nhiều rủi ro bảo mật tiềm ẩn trong hệ thống mạng, các tác nhân đe dọa sẽ dễ dàng tấn công và xâm phạm tài khoản hơn. Do đó, cần phải thực thi các chính sách sử dụng mật khẩu đủ mạnh để bảo vệ tài khoản người dùng tránh bị tấn công. Trong bài viết này sẽ gửi đến độc giả hướng dẫn thiết lập cấu hình mật khẩu an toàn trên Linux với nền tảng Centos 7.

10:00 | 10/04/2024
Quản lý dữ liệu cá nhân an toàn thông qua tính năng Safety Check trên iOS 16
Tăng cường bảo mật tệp lưu trữ trên Google Drive
Các bước bảo vệ tiền trong tài khoản khi thông tin thẻ tín dụng bị lộ