Hướng nghiên cứu mới cho ngành mật mã nước nhà - TS Hồ Ngọc Duy

1. LOGO
HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỚI CHO
NGÀNH MẬT MÃ NƯỚC NHÀ
TS. Hồ Ngọc Duy Cục, CNTT/BQP

2. Company Logo
Nội dung
1 Đặt vấn đề
2 Công nghệ FPGA
3 Một số nghiên cứu
4 Đề xuất nghiên cứu

3. Đặt vấn đề
Chức năng mật mã: tính bí mật, tính
toàn vẹn, tính xác thực và tính chống
từ chối.
Những thuật toán nổi tiếng như: DES,
2DES, 3DES, AES,Serpent, RC6,
Twofish…
Yêu cầu đặt ra: Đòi hỏi tối thiểu sử
dụng phần cứng và thích ứng với công
nghệ chíp mới?

4. Công nghệ FPGA
Field Programmable Gate Array (FPGA), là 1 chip silicon
chứa trong nó rất nhiều “khối logic” có thể tái cấu hình CLB
(Configurable Logic Blocks) được liên kết với nhau thành
bằng các liên kết khả trình (Programmable Interconnect).

5. Công nghệ FPGA

6. Một số nghiên cứu
 Moldovyan N.A., Moldovyan A.A (2008), “Data-driven Ciphers for
Fast Telecommunication Systems”, Auerbach Publications
Talor & Francis Group, New York.
 Moldovyan, A.A., Moldovyan, N.A., and Sklavos, N. (2006),
“Controlled elementsfor designing ciphers suitable to efficient VLSI
implementation”, Elecommunication Systems, 32, 149–163.
 Moldovyan, N.A., Sklavos, N., Moldovyan, A.A., and Koufopavlou, O.
(2005), “Chess-64, A block cipher based on data-dependent
operations: Design variants and hardware implementation efficiency”,
Asian Journal of Information Technology, 4, 320–328.
 Moldovyan, N.A., Moldovyanu, P.A., and Summerville, D.H (2007),
“On software implementation of fast DDP-based ciphers”,
International Journal of Network Security (4), 81–89.
 N.D. Goots, B.V. Izotov, A.A. Moldovyan, and N.A. Moldovyan (2003),
Modern cryptography: protect your data with fast block ciphers, A-LIST
Publishing, Wayne, (www.alistpublishing.com).

7. Một số nghiên cứu
NHƯỢC ĐIỂM?

8. Đề xuất
F2/3; F2/4; F4/1; F4/2

9. Mạng hoán đổi thay thế

10. Mạng hoán đổi thay thế

11. Thuật toán mật mã khối Video - 128 bít trên cơ sở
phần tử F2/4

12. Thuật toán mật mã khối Studio-128 bít trên cơ sở
phần tử F2/4 và F4/2

13. Phân tích thống kê
Số vòng Ảnh hưởng từng bít dữ liệu Ảnh hưởng từng bít khóa
d1 dc da dsa d1 dc da dsa
1 20.12 0.45 0.314 0.313 8.41 0.14 0.131 0.122
2 55.26 1.00 0.863 0.861 32.73 0.66 0.511 0.508
3 63.92 1.00 0.995 0.990 56.40 0.97 0.881 0.876
4 63.99 1.00 0.999 0.991 63.56 1.00 0.992 0.987
5 63.99 1.00 0.999 0.992 63.99 1.00 0.999 0.992
6 64.00 1.00 0.999 0.992 63.99 1.00 0.999 0.992
8 63.99 1.00 0.999 0.992 64.00 1.00 0.999 0.992
10 64.00 1.00 0.999 0.992 64.00 1.00 0.999 0.992
12 64.00 1.00 0.999 0.992 Số vòng Ảnh hưởng từng bít dữ liệu 64.0Ả0 n h h1ư.ở0n0g t ừ n0g.9 b9í9t k h ó0a.992
d1 dc da dsa d1 dc da dsa
1 56.7901
1.0000
0.8763
0.8301 31.6093
0.5298
0.4795
0.4696
2 63.9878
1.0000
0.9990 0.9903 61.3211
1.0000
0.9291
0.8927
3 63.999 1.000 0.9991 0.9912 63.996 1.000 0.9918 0.9899
4 64.000 1.000 0.9992 0.9918 63.999 1.000 0.9918 0.9921
5 64.001 1.000 0.9991 0.9916 64.000 1.000 0.9918 0.9917
6 63.999 1.000 0.9991 0.9915 64.001 1.000 0.9917 0.9920
8 64.001 1.000 0.9991 0.9918 64.002 1.000 0.9920 0.9920
10 64.001 1.000 0.9992 0.9920 64.000 1.000 0.9918 0.9916
12 64.001 1.000 0.9992 0.9921 63.998 1.000 0.9918 0.9918
Studio-128
Video-128

14. Nghiên cứu thám mã vi sai Studio-128
Xác suất tồn tại vết vi sai lớn nhất qua 1 vòng mã Pr(1)»2-23

15. Nghiên cứu thám mã vi sai Video-128
Xác suất tồn tại vết vi sai lớn nhất qua 2 vòng mã Pr(2)»2-44

16. Đánh giá hiệu năng
Thông lượng =
Thuật toán Số vòng Số CLB
(R)
Tần số,
MHz
Thông lượng
(T) Mb/s
Hiệu năng (IE)
Mbps/#CLB
Studio-128 8 132 333.2 5331 40.38
Video-128 8 95 420.2 6723 70.77
AES 10 1050 148.6 1902 18.28
Serpent 32 2370 79.2 10137 4.27
RC6 20 755 78.6 503 0.66
Twofish 16 792 74.1 592 0.74

17. Kết luận
Các vấn đề đạt được trong nghiên cứu này:
1.Đề xuất nghiên cứu các phần tử nguyên
thủy mới cho mật mã đối xứng.
2.Xây dựng mạng hoán đổi, thay thế điều
khiển
3.Xây dựng các thuật toán mới.
4.Phân tích đánh giá các thuật toán đề
xuất
5.Tạo tiền đề cho chúng ta nghiên cứu, tìm
ra các phần tử, xây dựng các thuật toán
phù hợp với ứng dụng.

18. LOGO