ДАУКЕЕВА»
ISSN 2790-0886
В Е С Т Н И К
АЛМАТИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Учрежден в июне 2008 года
Тематическая направленность: энергетика и энергетическое машиностроение, информационные, телекоммуникационные и космические технологии
1 (60) 2023
Импакт-фактор - 0.095
Научно-технический журнал Выходит 4 раза в год
Алматы
о постановке на переучет периодического печатного издания, информационного агентства и сетевого издания
№ KZ14VPY00024997 выдано
Министерством информации и общественного развития Республики Казахстан
Подписной индекс – 74108 Бас редакторы – главный редактор
Стояк В.В.
к.т.н., профессор
Заместитель главного редактора Жауыт Алгазы, доктор PhD Ответственный секретарь Шуебаева Д.А., магистр
Редакция алқасы – Редакционная коллегия
Главный редактор Стояк В.В., кандидат технических наук, профессор Алматинского Университета Энергетики и Связи имени Гумарбека Даукеева, Казахстан;
Заместитель главного редактора Жауыт А., доктор PhD, ассоциированный профессор Алматинского Университета Энергетики и Связи имени Гумарбека Даукеева, Казахстан;
Сагинтаева С.С., доктор экономических наук, кандидат физико-математических наук, профессор математики, академик МАИН;
Ревалде Г., доктор PhD, член-корреспондент Академии наук, директор Национального Совета науки, Рига, Латвия;
Илиев И.К., доктор технических наук, Русенский университет, Болгария;
Белоев К., доктор технических наук, профессор Русенского университета, Болгария;
Обозов А.Д., доктор технических наук, НАН Кыргызской Республики, заведующий Лабораторией «Возобновляемые источники энергии», Кыргызская Республика;
Кузнецов А.А., доктор технических наук, профессор Омского государственного технического университета, ОмГУПС, Российская Федерация, г. Омск;
Алипбаев К.А., PhD, доцент Алматинского Университета Энергетики и Связи имени Гумарбека Даукеева, Казахстан;
Зверева Э.Р., доктор технических наук, профессор Казанского государственного энергетического университета, Российская Федерация, г. Казань;
Лахно В.А., доктор технических наук, профессор Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, кафедра компьютерных систем, сетей и кибербезопасности, Украина, Киев;
Омаров Ч.Т., кандидат физико-математических наук, директор Астрофизического института имени В.Г. Фесенкова, Казахстан;
Коньшин С.В., кандидат технических наук, профессор Алматинского Университета Энергетики и Связи имени Гумарбека Даукеева, Казахстан;
Тынымбаев С.Т., кандидат технических наук, профессор Алматинского Университета Энергетики и Связи имени Гумарбека Даукеева, Казахстан.
За достоверность материалов ответственность несут авторы.
При использовании материалов журнала ссылка на «Вестник АУЭС» обязательна.
150
ИНФОРМАЦИОННЫЕ,
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ И КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ҒТАМР 81.93.29 https://doi.org/10.51775/2790-0886_2023_60_1_150 ЖЕҢІЛСАЛМАҚТЫ ISL_LWS ШИФРЛАУ АЛГОРИТМІНЕ
СТАТИСТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ ЖҮРГІЗУ
А. Хомпыш1,2 ⃰, Н.А. Капалова1, О.А. Лизунов1
1ҚР ҒЖБМ ҒК «Ақпараттық және есептеуіш технологиялар институты», Алматы, Қазақстан
2Нұр-Мүбарак Египет ислам мәдениеті университеті, Алматы, Қазақстан е-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Аңдатпа. Криптографияның негізгі даму бағыттары көп жағдайда ақпараттық коммуникациялық технологиялардың дамуына тікелей тәуелді. Соңғы жылдары аппараттық ресурстары шектеулі құрылғыларды қолданатын заттар интернеті (IoT) тұжырымдамасы кеңінен қолданыла бастады. Мұндай құрылғыларға радио жиілікті сәйкестендіру (RFID), технологиялық үрдістері автоматтандырылған басқару жүйелері (SCADA), сымсыз датчиктер және электронды сәйкестендіру құралдары және т.б. жатады.
Ресурстары шектеулі құрылғылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін классикалық криптография алгоритмдерін қолдану тиімсіз болғандықтан, криптографияның жаңа бағыты - жеңіл салмақты криптография пайда болды. Қазіргі таңда жеңіл салмақты криптография талаптарын қанағаттандыратын алгоримтдер құру қажеттілігі тудындады.
Бұл мақалада ресурстары шектеулі құрылғыларда ақпараттарды қорғау үшін құрылған жаңа ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмі қарастырылған. Шифрлау алгоритмі С++ бағдарламалау тілінде жүзеге асырылған. Криптоберіктілігін зерттеу мақсатында шифрмәтіндердің статистикалық қауіпсіздігі бағаланды, ол үшін NIST статистикалық талдаулар жинағы пайдаланылды. Жүргізілген талдаулардың нәтижесінде ISL_LWS алгоритмнің 2 раундтан бастап NIST сынақтарының барлығынан толық өтетіндігі анықталды. Сонымен қатар алынған нәтижелер заманауи жеңіл салмақты Present және Speck алгоритмдерімен салыстырылды. Зерттеу нәтижелері бойынша ISL_LWS алгоритмі Present және Speck алгоритмдерімен бірдей нәтиже көрсетті. Алгоритмнің криптографиялық қасиеттері одан әрі криптоталдаудың әртүрлі әдістерімен зерттеледі және нәтижелері келесі мақалаларда жарияланады.
Түйін сөздер. Жеңілсалмақты криптография, ақпараттық қауіпсіздік, статистикалық талдау, шифрмәтін, шифрлау алгоритмі, раундтық кілт, бит, S-блок, биттік қосу, NIST сынағы.
Кіріспе
Қазіргі уақытта барлық салаларды цифрландыру барысында заттар интернеті (IoT) қарқынды түрде дамуда. Заттар интернеті (IoT) - бұл өндірушілер, тұтынушылар немесе операторлар құрылғылардың көмегімен ақпарат алмасу арқылы қолжеткізуге мүмкіндік беретін физикалық нысандар, бағдарламалық жасақтамалар, датчиктер, электроника және басқа да жабдықталған
«заттар» желісі [1,2]. Заттар интернеті (IoT) интернет желісі арқылы қосылғандықтан желідегі ақпараттардың қорғалуын қамтамасыз ету маңызды мәселелердің бірі болып табылады [3].
Себебі интернет желісіндегі ақпараттарға жасалатын шабуылдардың әсерінен ақпараттардың жоғалуы мен өзгертілуіне әкеліп соғады, ол өз кезегінде өндірушілерді үлкен шығынға соқтырып жататындығы белгілі. Ақпаратты қорғау саласымен айналысатын ғалымдардың еңбектеріне сүйенсек, ақпараттарды қорғаудың ең тиімді әдістері болып криптографиялық алгоритмдер саналатыны көрсетіледі. Криптографиялық алгоритмдердің басты мақсаттарының бірі ақпараттың мазмұнын жасыру үшін әртүрлі түрлендіру әдістерін қолдана отырып ашық мәтінді кездейсоқ тізбек қасиеттері бар шифрмәтінге айналдыру болып табылады [4].
Қазіргі уақытта криптографиялық әдістердің ішінде симметриялы блокты шифрлар жылдамдығы жағынан жоғары болып саналады. Бірақ симметриялы блокты алгоритмдерді IoT технологияларындағы есептеу қуаттылығы шекті құрылғыларда қолдану тиімсіз [5]. Себебі ол
151
блокты шифрлау алгоритмдерінің шифрлау сұлбасы мен кілт жасау алгоритмінің күрделілігіне, сонымен қатар аппаратты түрде жүзеге асыру барысында қолданылатын операциялар санының көптігіне байланысты [6].
Көптеген ғалымдардың зерттеу жұмыстары негізінде шекті ресурстардың талаптарын қанағаттандыратын, ақпаратты криптографиялық қорғаудың жаңа бағыты жеңілсалмақты криптография пайда болды [7]. Жеңілсалмақты криптографияның жеке сала ретінде дамуының арқасында есептеу қуаттылығы шекті құрылғылармен қамтылған интернетке кіру мүмкіншілігі бар әр түрлі смарт құрылғыларда мәліметтерді криптографиялық қорғау мәселесі шешімін тапты.
Заманауи жеңілсалмақты криптографиялық алгоритмдерді құру барысында классикалық блокты шифрлардан ерекшелейтін келесі архитектуралық шешімдерді ескеру қажет [8]:
- алгоритмнің негізгі параметрлері қысқа ұзындықта алынады, мысалы блоктың ұзындығы 64 биттен 128 бит, негізгі кілттің ұзындығы 64, 80, 128 бит аралығында;
- жеңілдетілген раундтық кілт жасау алгоритмі;
- алгоритмді жасау барысында қолданылатын қарапайым сызықты және сызықты емес түрлендіру әдістерін жақсы зерттелген және кеңінен қолданылатын амалдар негізінде әзірлеу;
- түрлендіру әдістерінде қолданылатын операциялардағы деректердің көлемін азайту, мысалы 8 биттік S блокты 4 биттік S блокқа ауыстыру;
- ресустардың қарқындылығы бойынша оңтайландырылған түрлендіру операцияларын қолдану (биттік алмастыру, циклдік жылжыту және т.с.с).
Сонымен қатар жеңілсалмақты шифрлау алгоритмдерін әзірлеу кезінде келесі құрылымдар қолданылады [9,10]:
- SP желісі (Substitution-Permutation, алмастыру - орын ауыстыру);
- LRX құрылымы (циклдік оңға (солға) жылжыту және модуль 2 бойынша қосу операциясына негізделген);
- ARX құрылымы (циклдік оңға (солға) жылжыту және модуль 2𝑛 бойынша қосу операциясына негізделген);
Бүгінгі күні SP желісі, LRX және ARX құрылымдарға негізделген жеңілсалмақты криптографиялық алгоритмдердің саны жеткілікті. Солардың ішінде қазір уақытта қолданыстағы жылдамдығы жағынан жоғары және оңтайландырылып жасалынған негізгі алгоритмдерге тоқталсақ.
Олар: Present [11,12], Clefia [13], Katan [14], Simon [15,16], Speck [16,17], Secure IoT(SIT) [18] және т.б. Present шифрлау алгоритмінде небәрі 4 биттік алмастыру кестесі, биттік орын ауыстыру блогы және модуль 2 бойынша қосу операциясы орындалады. Негізгі параметрлері: блок ұзындығы 64 бит, кілт ұзындығы 80 және 128 бит, раундтардың саны 31.
Present шифрлау алгоритмі есептеу қуаттылығы шекті банкомат, Smart TV, Wi-Fi, смартфон және т.б. құрылғылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету барысында қолданылады [19]. Simon және Speck алгоритмдері АҚШ-тың Ұлттық қауіпсіздік агенттігі 2013 жылы әзірлеген блокты шифрлардың тобына кіретін алгоритм. Бұл алгоритмдер блок және кілт өлшемдері бойынша ерекшеленетін және шекті ресурстардағы платформаларға бағытталған жеңіл салмақты аппараттық және бағдарламалық оңай жүзеге асатын алгоритм.
Енді осы жеңілсалмақты алгоритмдердегі түрлендіру әдістеріне талдау жасай отырып Ақпараттық және есептеуіш технологиялары институтында, Ақпараттық қауіпсіздік зертханасында жасалынған ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмінің құрылымына кеңінен тоқталсақ.
1. ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмінің құрылымы
Ұсынылып отырған ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмінің шифрлау сұлбасы 1- суретте көрсетілген.
Алгоритмнің негізгі параметрі:
- блок ұзындығы 64 бит;
- кілт ұзындығы 80 бит;
- раундтардың саны 16.
152
1-сурет. ISL_LWS алгоритмнің шифрлау сұлбасы
Шифрлау алгоритмінде SP түрлендіру әдісі, модуль 2 бойынша қосу (xor) операциясы, циклдік жылжыту және сызықты емес түрлендіру әдісі S-блок қолданылады.
Шифрлау барысында ашық мәтіннің ұзындығы 64 бит блоктарға бөлінеді және соңғы блок нөлдермен толықтырылады. Блоктарға бөлінгеннен кейін шифрлау сұлбасына сәйкес келесі түрлендіру қадамдарынан өтеді.
Шифрлау барысы 5-қадамнан тұрады:
1-қадам. Ашық мәтіннің блогы мен раундтық кілт арасында модуль 2 бойынша қосу (xor) операциясы орындалады. Осыдан кейін келесі қадамға көшу үшін кіріс блоктары ұзындығы 16 бит болатын төрт ішкі блоктарға бөлінеді.
2-қадам. 1-ші ішкі блок солға 5 циклдік жылжыту операциясын орындай отырып, алынған нәтиже 2-ші ішкі блокпен модуль 2 бойынша қосылады.
3-қадам. 2-қадамдағы алынған 1-ші және 2-ші ішкі блоктар шифрлау сұлбасына сәйкес SP түрлендіру әдісінен өтеді.
4-қадам. 3-ші және 4-ші ішкі блоктар 4 биттік S-блоктан өтеді және алынған нәтижелер шифрлау схемасына сәйкес 1-ші және 2-ші блоктардың 3-қадамы бойынша алынған нәтижелерімен модуль 2 бойынша қосу операциясы орындалады.
5-қадам. 3-ші және 4-қадам нәтижелері шифрлау сұлбасына сай орын ауыстырылады және алынған нәтижеге соңғы раундтық кілт модуль 2 бойынша қосылады.
2.1 SP түрлендіру әдісі
SP түрлендіру әдісі 2-суретте көрсетілген, сұлбаға сәйкес S box1, S box2 алмастыру кестесінен және P box биттік ауыстыру блогынан тұрады. Бұл операциялар сызықты және сызықты емес түрлендіру әдістерін, сонымен қатар араластыру және шатастыру қызметтерін орындайды.
Мұндағы S box1 және S box2 4 биттік S-блоктар 1,2-кестелерге сәйкес алмастыру кестесінен өтеді, ал P box 3-кестеге сәйкес биттік орын ауыстырулардан өткеннен кейін әрбір S box1, S box2, P box 2-суретке сәйкес орындарын ауыстырады.
153
2-сурет
- SP
түрлендіру әдісінің сұлбасыКесте 1. S box1 алмастыру кестесі
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
2 E D 6 8 A B 1 5 3 4 9 0 F 7 C
Кесте 2. S box2 алмастыру кестесі
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
F 5 D 8 C 2 4 7 0 9 6 A 1 3 E B
Кесте 3. P box биттік орынауыстыру
i 0 1 2 3
P(i) 3 2 0 1
2. NIST сынақтары
АҚШ 1994 жылы «Криптографиялық модульдердің қауіпсіздік талаптары» мемлекеттік стандартын қабылдау арқылы статистикалық сынақтар жиынтығын стандарттауға алғашқылардың бірі болып әрекет жасады. Ал 1999 жылы AES (Advanced Encryption Standard) жобасы аясында АҚШ-тың Ұлттық стандарттар мен технологиялар институтының (NIST) мамандары статистикалық сынақтар жинағын жасай отырып нәтижесінде жалған кездейсоқ генераторынан алынған тізбекке статистикалық сынақтар жүргізді. NIST сынағы жалған кездейсоқ тізбектер генераторы арқылы алынған еркін ұзындықтағы екілік тізбектің кездейсоқ гипотезасын тексеруге арналған келесі 15 статистикалық сынақтан тұрады [20]:
- биттік жиілік сынағы;
- блоктык жиілік сынағы;
- бірдей биттердің тізбектерінің сынағы;
- блоктағы ең ұзын тізбектің бірлік сынағы;
- бинарлы матрицаның ранг сынағы;
- Спектрлік сынақ;
- қайталанбайтын үлгіні сәйкестендіру сынағы;
- қайталанатын үлгіні сәйкестендіру сынағы;
- Маурердің әмбебап статистикалық сынағы;
- сызықтық күрделілік сынағы;
- серияларды тексеру сынағы;
- энтропияға жуықтау сынағы;
- жиынтық қосындылар сынағы;
- еркін ауытқу сынағы;
- әр түрлі еркін ауытқулар сынағы.
154
Мұндағы әрбір сынақта P-мәні деп аталатын мән есептеледі. Бұл мән генератордың жалған кездейсоқ тізбек жасау ықтималдығы. Егер P-мәні 1-ге тең болса, онда тізбек толығымен кездейсоқ, ал егер ол нөлге тең болса, онда тізбек толығымен болжамды деп саналады. Әрі қарай P-мәні 𝛼-мен салыстырылады, ал егер ол 𝛼-дан үлкен болса, онда нөлдік гипотеза қабылданады және тізбек кездейсоқ алынды деп танылады, ал кіші болса кездейсоқ емес деп тұжырымдалады.
Сынақтар 𝛼 = 0,01 деп таңдап отырып, келесі шешім қабылданады:
- егер 𝑃 ≥ 0,01 болса, онда тізбек 99% кездейсоқ деп қарастырамыз;
- егер 𝑃 < 0,01 болса, онда тізбек 99% кездейсоқ емес деп қарастырамыз.
Мұндағы барлық сынақтар кездейсоқтықтың әр түрлі ақауларын анықтай отырып зерттелетін тізбектің кездейсоқ алынғандығын анықтайды [21,22].
Енді ұсынылып отырған мақаладағы ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмінің статистикалық қасиеттерін бағалау үшін алгоритм С++ тілінде бағдарламалық жүзеге асырылды.
Осы бағдарламаның көмегімен өлшемі 107КБ болатын *.docx форматындағы файлды шифрлап, 1-ші және 16-ші раундта алынған шифрмәтіндерді NIST сынақтары арқылы тексереміз. Тексеру нәтижелеріне сәйкес 1-ші раундтағы алынған мәндер 4,5,6-кестелерде көрсетілген.
Кесте 4. NIST сынақтары бойынша шифрмәтіннің 1-ші раундтағы мәндері
№ NIST сынақтары P-мәні Нәтиже
1 Биттік жиілік сынағы 0.8026368 Кездейсоқ 2 Блоктық жиілік сынағы 0.0712314 Кездейсоқ 3 Бірдей биттердің тізбектерінің
сынағы 0.9948335 Кездейсоқ
4 Блоктағы ең ұзын тізбектің бірлік сынағы
0.0085821 Кездейсоқ емес 5 Бинарлы матрицаның ранг
сынағы 0.5757125 Кездейсоқ
6 Спектрлік сынақ 0.8262173 Кездейсоқ
7 Қайталанбайтын үлгіні сәйкестендіру сынағы
0.6861933 Кездейсоқ 8 Қайталанатын үлгіні
сәйкестендіру сынағы
0.4641513 Кездейсоқ 9 Маурердің әмбебап
статистикалық сынағы 0.7028165 Кездейсоқ 10 Сызықтық күрделілік сынағы 0.1604253 Кездейсоқ 11 Серияларды тексеру сынағы 0.1676739 Кездейсоқ 0.7337273 Кездейсоқ 12 Энтропияға жуықтау сынағы 0.5102277 Кездейсоқ 13 Жиынтық қосындылар сынағы 0.3791232 Кездейсоқ 5-кесте. Еркін ауытқу сынағы бойынша шифрмәтіннің 1-ші раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы Күйі Хи квадрат P-Мәні Нәтиже
14 Еркін ауытқу
сынағы
-4 3.4182006 0.6357994 Кездейсоқ -3 3.0198054 0.6969322 Кездейсоқ -2 14.363466 0.0134582 Кездейсоқ -1 13.316008 0.0205907 Кездейсоқ +1 8.9376299 0.1115778 Кездейсоқ +2 9.2185262 0.1006589 Кездейсоқ +3 5.0813106 0.4060378 Кездейсоқ +4 6.4702277 0.2631126 Кездейсоқ 6-кесте. Әр түрлі еркін ауытқулар сынағы бойынша шифрмәтіннің 1-ші раундтағы мәндері
№ NIST Күйі Санауыш P-Мәні Нәтиже
155 сынағы
15
Әр түрлі еркін ауытқулар
сынағы
-9.0 549 0.5949081 Кездейсоқ
-8.0 534 0.6590629 Кездейсоқ
-7.0 507 0.8161533 Кездейсоқ
-6.0 459 0.8306526 Кездейсоқ
-5.0 416 0.4848261 Кездейсоқ
-4.0 447 0.6786352 Кездейсоқ
-3.0 491 0.8853524 Кездейсоқ
-2.0 482 0.9851486 Кездейсоқ
-1.0 500 0.5401510 Кездейсоқ
+1.0 432 0.1141473 Кездейсоқ
+2.0 439 0.4343263 Кездейсоқ
+3.0 438 0.5352538 Кездейсоқ
+4.0 455 0.7513667 Кездейсоқ
+5.0 441 0.6672800 Кездейсоқ
+6.0 420 0.5531891 Кездейсоқ
+7.0 485 0.9714669 Кездейсоқ
+8.0 532 0.6711589 Кездейсоқ
+9.0 540 0.6445402 Кездейсоқ
Мақалада ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмнің 1-ші раундтың нәтижесін көрсету себебіміз, 4-кестедегі 4-ші сынақ бойынша сынақтан өтпейді. Зерттеу нәтижесіне сәйкес ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмнен алынған шифрмәтіннің 16-шы раундтағы мәндерінің NIST сынақтарының нәтижесі сандық көрсеткіштері төмендегі 7,8,9-кестелерде көрсетілген.
7-кесте. NIST сынақтары бойынша шифрмәтіннің 16-шы раундтағы мәндері
№ NIST сынақтары P-мәні Нәтиже
1 Биттік жиілік сынағы 0.0744672 Кездейсоқ
2 Блоктық жиілік сынағы 0.7693868 Кездейсоқ
3 Бірдей биттердің тізбектерінің
сынағы 0.8115848 Кездейсоқ
4 Блоктағы ең ұзын тізбектің бірлік сынағы
0.5650779 Кездейсоқ
5 Бинарлы матрицаның ранг
сынағы 0.6066383 Кездейсоқ
6 Спектрлік сынақ 0.3052472 Кездейсоқ
7 Қайталанбайтын үлгіні сәйкестендіру сынағы
0.6091822 Кездейсоқ
8 Қайталанатын үлгіні сәйкестендіру сынағы
0.1131760 Кездейсоқ
9 Маурердің әмбебап
статистикалық сынағы 0.9587468 Кездейсоқ
10 Сызықтық күрделілік сынағы 0.1144382 Кездейсоқ
11 Серияларды тексеру сынағы 0.1486746 Кездейсоқ
0.4305470 Кездейсоқ
12 Энтропияға жуықтау сынағы 0.8110642 Кездейсоқ
13 Жиынтық қосындылар сынағы 0.1202539 Кездейсоқ
8-кесте. Еркін ауытқу сынағы бойынша шифрмәтіннің 16-шы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы Күйі Хи квадрат P-Мәні Нәтиже
14 -4 5.5649240 0.3508792 Кездейсоқ
-3 4.4689073 0.4840542 Кездейсоқ
156 Еркін ауытқу
сынағы
-2 2.5803297 0.7643516 Кездейсоқ -1 2.3557046 0.7980517 Кездейсоқ +1 4.6510067 0.4599368 Кездейсоқ +2 0.8893860 0.9709852 Кездейсоқ +3 3.1208805 0.6813558 Кездейсоқ +4 4.5872888 0.4682901 Кездейсоқ 9-кесте. Әр түрлі еркін ауытқулар сынағы бойынша шифрмәтіннің 16-шы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы Күйі Санауыш P-Мәні Қорытынды
15
Әр түрлі еркін ауытқулар
сынағы
-9.0 204 0.3503777 Кездейсоқ -8.0 192 0.2622532 Кездейсоқ -7.0 207 0.3012184 Кездейсоқ -6.0 227 0.3805532 Кездейсоқ -5.0 251 0.5210474 Кездейсоқ -4.0 270 0.6646539 Кездейсоқ -3.0 290 0.8834882 Кездейсоқ -2.0 315 0.6876573 Кездейсоқ -1.0 310 0.6230451 Кездейсоқ +1.0 295 0.9021983 Кездейсоқ +2.0 309 0.7947549 Кездейсоқ +3.0 274 0.6601935 Кездейсоқ +4.0 206 0.1543461 Кездейсоқ +5.0 207 0.2140514 Кездейсоқ +6.0 226 0.3738806 Кездейсоқ +7.0 234 0.4671739 Кездейсоқ +8.0 232 0.4851573 Кездейсоқ +9.0 223 0.4562121 Кездейсоқ
Нәтижелерді талқылау
ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмнен алынған NIST сынақтарының нәтижелерін салыстыру үшін қазіргі уақыттағы белгілі жеңілсалмақты алгоритмдердің ішінде Present және Speck алгоритмдері таңдалды. Жоғарыда көрсетілген өлшемі 107 КБ болатын *.docx форматындағы файлдар осы таңдалған алгоритмдер арқылы да шифрланды. Алынған шифрмәтінге статистикалық талдаулар NIST сынақтары арқылы жүргізіліп алынған нәтижелері салыстырылды. Алгоритмдердің бастапқы 13 сынағы бойынша салыстыру нәтижелер 10-кестеде, қалған 2 сынағы бойынша Present алгоритмнің соңғы раундтағы нәтижесі 11,12-кестелерде, ал Speck алгоритмнің соңғы раундтағы нәтижелері 13,14-кестелерде көрсетілген.
10-кесте. NIST сынақтары бойынша шифрмәтіннің соңғы раундтағы мәндері
№ NIST
сынақтары
ISL_LWS алгоритмі Present алгоритмі Speck алгоритмдері P-мәні Нәтиже P-мәні Нәтиже P-мәні Нәтиже 1 Биттік жиілік
сынағы 0.0744672 Кездейсоқ 0.3236783 Кездейсоқ 0.8109077 Кездейсоқ 2 Блоктық жиілік
сынағы
0.7693868 Кездейсоқ 0.9184176 Кездейсоқ 0.5646186 Кездейсоқ
3 Бірдей
биттердің тізбектерінің
сынағы
0.8115848 Кездейсоқ 0.9514311 Кездейсоқ 0.5597280 Кездейсоқ
4 Блоктағы ең
ұзын тізбектің 0.5650779 Кездейсоқ 0.5317594 Кездейсоқ
емес 0.4580549 Кездейсоқ
157 бірлік сынағы
5 Бинарлы
матрицаның ранг сынағы
0.6066383 Кездейсоқ 0.6820670 Кездейсоқ 0.6441067 Кездейсоқ
6 Спектрлік сынақ
0.3052472 Кездейсоқ 0.2371774 Кездейсоқ 0.9656003 Кездейсоқ
7 Қайталанбайтын үлгіні сәйкестендіру
сынағы
0.6091822 Кездейсоқ 0.9537329 Кездейсоқ 0.8902359 Кездейсоқ
8 Қайталанатын үлгіні сәйкестендіру
сынағы
0.1131760 Кездейсоқ 0.3418936 Кездейсоқ 0.8144154 Кездейсоқ
9 Маурердің әмбебап статистикалық
сынағы
0.9587468 Кездейсоқ 0.7956704 Кездейсоқ 0.6799465 Кездейсоқ
10 Сызықтық күрделілік сынағы
0.1144382 Кездейсоқ 0.9041438 Кездейсоқ 0.0574923 Кездейсоқ
11 Серияларды
тексеру сынағы 0.1486746 Кездейсоқ 0.9981595 Кездейсоқ 0.6470782 Кездейсоқ 0.4305470 Кездейсоқ 0.7589683 Кездейсоқ 0.8650744 Кездейсоқ 12 Энтропияға
жуықтау сынағы
0.8110642 Кездейсоқ 0.0489263 Кездейсоқ 0.3675193 Кездейсоқ
13 Жиынтық
қосындылар сынағы
0.1202539 Кездейсоқ 0.5757325 Кездейсоқ 0.3133297 Кездейсоқ
11-кесте. Еркін ауытқу сынағы бойынша Present алгоритмдернің соңғы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы Күйі Хи квадрат P-Мәні Нәтиже
14 Еркін ауытқу сынағы
-4 2.4698321 0.7810313 Кездейсоқ -3 8.7244513 0.1205726 Кездейсоқ -2 0.7154976 0.9821073 Кездейсоқ -1 4.4078212 0.4923105 Кездейсоқ +1 7.1229050 0.2116590 Кездейсоқ +2 7.2432581 0.2031683 Кездейсоқ +3 1.7469675 0.8829303 Кездейсоқ +4 2.0985157 0.8353524 Кездейсоқ 12-кесте. Әр түрлі еркін ауытқулар сынағы бойынша Present алгоритмдернің соңғы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы
Күйі Санауыш P-Мәні Нәтиже
15 Әр түрлі еркін ауытқулар
-9.0 381 0.8348607 Кездейсоқ -8.0 350 0.9384686 Кездейсоқ -7.0 339 0.8438775 Кездейсоқ -6.0 352 0.9460976 Кездейсоқ -5.0 361 0.9701885 Кездейсоқ -4.0 362 0.9549428 Кездейсоқ -3.0 364 0.9201228 Кездейсоқ
158
сынағы -2.0 379 0.6504706 Кездейсоқ -1.0 387 0.2784619 Кездейсоқ +1.0 321 0.1667400 Кездейсоқ +2.0 310 0.3003531 Кездейсоқ +3.0 332 0.6638948 Кездейсоқ +4.0 347 0.8765239 Кездейсоқ +5.0 315 0.5921923 Кездейсоқ +6.0 304 0.5428742 Кездейсоқ +7.0 314 0.6483449 Кездейсоқ +8.0 320 0.7138613 Кездейсоқ +9.0 324 0.7579489 Кездейсоқ 13-кесте. Еркін ауытқу сынағы бойынша Speck алгоритмнің соңғы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы Күйі Хи квадрат P-Мәні Нәтиже
14 Еркін ауытқу сынағы
-4 7.1529487 0.2095115 Кездейсоқ -3 7.8595310 0.1641489 Кездейсоқ -2 0.6726266 0.9844371 Кездейсоқ -1 3.1264367 0.6805002 Кездейсоқ +1 6.5057471 0.2600677 Кездейсоқ +2 3.2601106 0.6599540 Кездейсоқ +3 0.6231172 0.9869203 Кездейсоқ +4 11.566971 0.0412279 Кездейсоқ 14-кете. Әр түрлі еркін ауытқулар сынағы бойынша Speck алгоритмдернің соңғы раундтағы мәндері
№ NIST
сынағы
Күйі Санауыш P-Мәні Нәтиже
15
Әр түрлі еркін ауытқулар
сынағы
-9.0 246 0.3492259 Кездейсоқ -8.0 230 0.4382858 Кездейсоқ -7.0 198 0.7212260 Кездейсоқ -6.0 166 0.8971189 Кездейсоқ -5.0 153 0.7074824 Кездейсоқ -4.0 146 0.5705045 Кездейсоқ -3.0 157 0.6836086 Кездейсоқ -2.0 167 0.8284853 Кездейсоқ -1.0 178 0.8302175 Кездейсоқ +1.0 161 0.4858821 Кездейсоқ +2.0 142 0.3219907 Кездейсоқ +3.0 145 0.4869163 Кездейсоқ +4.0 171 0.9515319 Кездейсоқ +5.0 173 0.9857437 Кездейсоқ +6.0 168 0.9227452 Кездейсоқ +7.0 176 0.9762783 Кездейсоқ +8.0 180 0.9338153 Кездейсоқ +9.0 181 0.9274855 Кездейсоқ
Қорытынды
Мақалада белгілі жеңіл салмақты криптографиялық алгоритмдерге талдау жүргізіліп, оларға қойылатын талаптар талқыланған. Осы талаптарды қанағаттандыратын, оның ішінде қуаттылығы шекті құрылғылар жоғары жылдамдықта жұмыс істейтіндігін ескере отырып, тиімді деген криптографиялық түрлендірулерді қолданып жаңа ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмі
159
ұсынылды. Алгоритмнің құрамында циклдік жылжыту, модуль 2 бойынша қосу, биттік орын ауыстыру және 4 биттік S-блок қолданылды. ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритміне NIST сынақтары арқылы статистикалық талдау жүргізілді. Жүргізілген талдаулар негізінде алгоритмнің 2 раундтан бастап NIST сынақтарынан өтетіндігі анықталды. Алынған нәтижелер қазіргі уақытта қолданыста жүрген Present және Speck алгоритмдерімен салыстырылды. Present және Speck алгоритмдері бағдарламалық жүзеге асырылды. Салыстырылып отырған 3 алгоритмге де бірдей ашық мәтін қолданылып шифрмәтіндер алынды. Талдаулар жүргізу үшін, олардан алынған шифрмәтіндерге NIST сынақтары жүргізілді. Жүргізілген талдаулар негізінде ұсынылған ISL_LWS жеңілсалмақты шифрлау алгоритмінің басқа алгоритмдерден кем түспейтіндігіне көз жеткізілді.
Алғыс
Жұмыс AP09259570 «Шектелген ресурстар үшін отандық жеңілсалмақты шифрлау алгоритмін құру және зерттеу» гранттық қаржыландыру ғылыми жобасы аясында жүргізілді.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
[1] Довгаль В.А., Довгаль Д. В. Интернет Вещей: концепция, приложения и задачи [Вестник Адыгейского государственного университета], Серия 4: Естественно-математические и
технические науки, 2018, no.1 (212), C.129-135.
[2] Chetouane F. An Overview on RFID Technology Instruction and Application. IFAC- PapersOnLine, 2015, vol. 48, no. 3, pp. 382-387, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.06.111
[3] Hasan H., Ali G., Elmedany W., Balakrishna C. Lightweight Encryption Algorithms for Internet of Things: A Review on Security and Performance Aspects [International Conference on Innovation and Intelligence for Informatics]. Computing and Technologies (3ICT), 2022, pp. 239-244, doi:
10.1109/3ICT56508.2022.9990859.
[4] Kapalova N.A., Khompysh A., Müslüm А., Algazy K., A block encryption algorithm based on exponentiation transform, Cogent Engineering 7:1788292, 2020, ISSN 2331-1916, v. 7., p. 1-12.
https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1788292
[5] Dhillon P. K., Kalra S. A lightweight biometrics based remote user authentication scheme for IoT services [Journal of Information Security and Applications], vol. 34, pp. 255–270.
[6] Eisenbarth T., Kumar S. A Survey of Lightweight-Cryptography Implementations [IEEE Des Test Compute], 2007, vol. 24, no. 6, pp. 522–533.
[7] Bhardwaj I., Kumar A., Bansal M. A review on lightweight cryptography algorithms for data security and authentication in IoTs [2017 4th International Conference on Signal Processing], Computing and Control (ISPCC), India, 2017, pp. 504-509, doi: 10.1109/ISPCC.2017.8269731.
[8] Жуков А.Е. Легковесная криптография [Часть 1. Вопросы кибербезопасности], 2015, (1 (9)), C. 26-43.
[9] Сосков А.С., Рябко Б.Я. Применение атаки различения на легковесные блочные шифры, основанные на ARX-операциях [Вычислительные технологии], 2019, т. 24, №3. C. 106–116, DOI: 10.25743/ICT.2019.24.3.008.
[10] Ищукова Е.А., Толоманенко Е.А. Анализ алгоритмов шифрования малоресурсной криптографии в контексте интернета вещей [Современные наукоемкие технологии], 2019, №3-2, C.
182-186, URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37462
[11] Tang Zh., Cui J., Zhong H., Yu M., A Random PRESENT Encryption Algorithm Based on Dynamic S-box International [Journal of Security and Its Applications], 2016, vol. 10, no. 3, pp.383-392 http://dx.doi.org/10.14257/ijsia.2016.10.3.33
[12] Suhail A., Mir N., Mehvish A., Ishfaq S., Tariq B. M. FPGA Implementation of PRESENT Block Cypher with Optimised Substitution Box [2022 Smart Technologies], Communication and Robotics (STCR), 2022, pp.1-6. doi: 10.1109/STCR55312.2022.10009366.
[13] Shirai T., Shibutani T., Akishita K., et al. The 128-bit blockcipher CLEFIA [FSE 2007. LNCS.], 2007. v. 4593. pp. 181–195.
[14] Qatan F. M., Damaj I. W. High-speed KATAN ciphers on-a-chip [Computer Systems and Industrial Informatics (ICCSII)], 2012 International Conference on, 2012, pp. 1–6.
[15] Aysu E., Gulcan P., Schaumont. SIMON says: Break area records of block ciphers on FPGAs, [IEEE Embed Syst Lett], 2014, vol.6 , pp. 37–40. https://doi.org/10.1109/les.2014.2314961
160
[16] Yustiarini B.Y., Dewanta F., Nuha H. H. A Comparative Method for Securing Internet of Things (IoT) Devices: AES vs Simon-Speck Encryptions [2022 1st International Conference on Information System
& Information Technology (ICISIT)], Indonesia, 2022, pp. 392-396, doi:
10.1109/ICISIT54091.2022.9872666.
[17] Beaulieu R., Treatman-Clark S. D., Shors B., Weeks J., Smith and Wingers L. The SIMON and SPECK lightweight block ciphers [2015 52nd ACM/EDAC/IEEE Design Automation Conference (DAC)], San Francisco, USA, 2015, pp. 1-6, doi: 10.1145/2744769.2747946.
[18] Muhammad U., Irfan A., Imran M., Shujaat Kh., Usman A, Sh. SIT: A Lightweight Encryption Algorithm for Secure Internet of Things, [(IJACSA) International Journal of Advanced Computer Science and Applications], 2017, vol. 8, no. 1, pp 402-411.
[19] Bogdanov A., Knudsen L., Leander G., et al., PRESENT: An ultra-lightweight block cipher [CHES 2007. LNCS], 2007, vol. 4727, pp. 450–466.
[20] Перов А.А. Применение статистических тестов NIST для анализа выходных последовательностей блочных шифров [Научный вестник НГТУ], 2019, № 3 (76), C. 87–96.
doi:10.17212/1814-1196-2019-3-87-96.
[21] Sulak F., Uğuz M., Koçak O., Doğanaksoy A. On the independence of statistical randomness tests included in the NIST test suite [Turkish journal of electrical engineering & computer sciences], 2017, vol.25, no.5, pp. 3673-3683, doi:10.3906/elk-1605-212.
[22] Пикуза М.О. Михневич С.Ю. Тестирование аппаратного генератора случайных чисел при помощи набора статистических тестов NIST [Доклады БГУИР], 2021, т.19, №4, С. 37-42.
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-4-37-42.
LIST OF REFERENCES
[1] DovgalV.A., Dovgal D. V., Internet Veshchej: koncepciya, prilozheniya i zadachi [Vestnik Adygejskogo gosudarstvennogo universiteta] Seriya 4: Estestvenno-matematicheskie i tekhnicheskie nauki, 2018, No.1 (212), str.129-135.
[2] Chetouane F., An Overview on RFID Technology Instruction and Application, IFAC- PapersOnLine, 2015, Volume 48, Issue 3, Pages 382-387, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.06.111
[3] Hasan H., Ali G., Elmedany W., Balakrishna C., "Lightweight Encryption Algorithms for Internet of Things: A Review on Security and Performance Aspects," 2022 International Conference on Innovation and Intelligence for Informatics, Computing, and Technologies (3ICT), Sakheer, Bahrain, 2022, pp. 239-244, doi: 10.1109/3ICT56508.2022.9990859.
[4] Kapalova N.A., Khompysh A., Müslüm А., Algazy K., A block encryption algorithm based on exponentiation transform, Cogent Engineering 7:1788292, 2020, ISSN 2331-1916, v. 7., p. 1-12.
https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1788292
[5] Dhillon P. K., Kalra S., A lightweight biometrics based remote user authentication scheme for IoT services. Journal of Information Security and Applications, vol. 34, pp. 255–270.
[6] Eisenbarth T., Kumar S., A Survey of Lightweight-Cryptography Implementations, IEEE Des Test Compute, 2007, vol. 24, no. 6, pp. 522–533.
[7] Bhardwaj I., Kumar A., Bansal M., "A review on lightweight cryptography algorithms for data security and authentication in IoTs," 2017 4th International Conference on Signal Processing, Computing and Control (ISPCC), Solan, India, 2017, pp. 504-509, doi: 10.1109/ISPCC.2017.8269731.
[8] ZHukov A.E., Legkovesnaya kriptografiya. CHast' 1. Voprosy kiberbezopasnosti, 2015, (1 (9)), str. 26-43.
[9] Soskov A.S., Ryabko B.YA., Primenenie ataki razlicheniya na legkovesnye blochnye shifry, osnovannye na ARX-operaciyah // Vychislitel'nye tekhnologii, 2019, T. 24, № 3. str. 106–116, DOI:
10.25743/ICT.2019.24.3.008.
[10] Ishchukova E.A., Tolomanenko E.A., Analiz algoritmov shifrovaniya maloresursnoj kriptografii v kontekste interneta veshchej // Sovremennye naukoemkie tekhnologii, 2019, №3-2, str. 182-186, URL:
https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37462
[11] Tang Zh., Cui J., Zhong H.,Yu M., A Random PRESENT Encryption Algorithm Based on Dynamic S-box International // Journal of Security and Its Applications, 2016, vol. 10, no. 3, pp.383-392 http://dx.doi.org/10.14257/ijsia.2016.10.3.33
161
[12] Suhail Ashaq, Mir Nazish, Mehvish Ali, Ishfaq Sultan, M. Tariq Banday, "FPGA Implementation of PRESENT Block Cypher with Optimised Substitution Box", 2022 Smart Technologies, Communication and Robotics (STCR), 2022, pp.1-6. doi: 10.1109/STCR55312.2022.10009366.
[13] Shirai T., Shibutani T., Akishita K., et al., The 128-bit blockcipher CLEFIA // FSE 2007. LNCS.
2007. v. 4593. pp. 181–195.
[14] Qatan F. M., Damaj I. W., High-speed KATAN ciphers on-a-chip // Computer Systems and Industrial Informatics (ICCSII), 2012 International Conference on, 2012, pp. 1–6.
[15] Aysu E., Gulcan P., Schaumont, SIMON says: Break area records of block ciphers on FPGAs, IEEE Embed Syst Lett., 6 (2014), 37–40. https://doi.org/10.1109/les.2014.2314961
[16] Yustiarini B.Y., Dewanta F., Nuha H. H., "A Comparative Method for Securing Internet of Things (IoT) Devices: AES vs Simon-Speck Encryptions," 2022 1st International Conference on Information System & Information Technology (ICISIT), Yogyakarta, Indonesia, 2022, pp. 392-396, doi:
10.1109/ICISIT54091.2022.9872666.
[17] Beaulieu R., Treatman-Clark S. D., Shors B., Weeks J., Smith and Wingers L., "The SIMON and SPECK lightweight block ciphers," 2015 52nd ACM/EDAC/IEEE Design Automation Conference (DAC), San Francisco, CA, USA, 2015, pp. 1-6, doi: 10.1145/2744769.2747946.
[18] Muhammad U., Irfan A., Imran M., Shujaat Kh., Usman A, Sh., SIT: A Lightweight Encryption Algorithm for Secure Internet of Things, (IJACSA) International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2017, Vol. 8, No. 1, pp 402-411
[19] Bogdanov A., Knudsen L., Leander G., et al., PRESENT: An ultra-lightweight block cipher //
CHES 2007. LNCS., 2007, vol. 4727. P. 450–466.
[20] Perov A.A., Primenenie statisticheskih testov NIST dlya analiza vyhodnyh posledovatel'nostej blochnyh shifrov // Nauchnyj vestnik NGTU, 2019, № 3 (76)., pp. 87–96. doi:10.17212/1814-1196-2019-3- 87-96
[21] Perov A.A., Primenenie statisticheskikh testov NIST dlya analiza vykhodnykh posledova- tel'nostei blochnykh shifrov [Using NIST statistical tests for the analysis of the output sequences of block ciphers]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Science bulletin of the Novosibirsk technical university, 2019, no. 3 (76), pp. 87–96. doi: 10.17212/1814-1196-2019-3-87-96.
[22] Pikuza M.O., Mihnevich S.YU., Testirovanie apparatnogo generatora sluchajnyh chisel pri pomoshchi nabora statisticheskih testov NIST // Doklady BGUIR. 2021, t.19, vyp. 4, pp. 37-42.
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-4-37-42
ПРОВЕДЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НА ЛЕГКОВЕСНЫЙ АЛГОРИТМ ШИФРОВАНИЯ ISL_LWS
А. Хомпыш1,2 ⃰, Н.А. Капалова1, О.А. Лизунов1
1Институт информационных и вычислительных технологий КН МНВО РК, Алматы, Казахстан
2Египетский университет исламской культуры Нур-Мубарак, Алматы, Казахстан е-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Аннотация. Основные направления развития криптографии часто находятся в прямой зависимости от развития информационно-коммуникационных технологий. В последние годы широкое применение получила концепция Интернета вещей (IoT), использующая устройство с ограниченными аппаратными ресурсами. К таким устройствам относятся: радиочастотная идентификация (RFID), автоматизированные системы управления технологическими процессами (SCADA), беспроводные датчики, электронные устройства идентификации и т. д. В связи с тем, что существующие классические криптографические алгоритмы не могут быть использованы в устройствах, обладающих малыми аппаратными ресурсами, появилось новое направление в криптографии – облегченная криптография, основным направлением которой является разработка легковесных криптографических алгоритмов. В настоящее время существует потребность в создании алгоритмов, отвечающих требованиям легковесной криптографии.
В этой статье представлен новый облегченный алгоритм шифрования ISL_LWS, предназначенный для защиты данных на устройствах с ограниченными ресурсами. Алгоритм шифрования реализован на языке программирования C++. Для изучения криптографической стойкости алгоритма проводилась
162
проверка статистических свойств шифротекстов с помощью набора статистических тестов NIST. В результате проведенного анализа установлено, что алгоритм ISL_LWC полностью проходит все 15 тестов NIST с 2-го раунда. Кроме того, полученные результаты сравнивались с современными облегченными алгоритмами Present и Speck. В результате сравнения было установлено, что алгоритмы Present и Speck показывают одинаковый результат. Криптографические свойства алгоритма будут дополнительно исследованы различными методами криптоанализа, а результаты будут опубликованы в последующих статьях.
Ключевые слова: облегченная криптография, информационная безопасность, статистический анализ, шифротекст, алгоритм шифрования, раунловый ключ, бит, S-блок, побитовое сложение, тесты NIST.
CONDUCTING STATISTICAL ANALYSIS ON THE LIGHTWEIGHT ENCRYPTION ALGORITHM ISL_LWS
A. Khompysh1,2 ⃰, N.A. Kapalova1, О.А.Lizunov1
1Institute of Information and Computational Technologies of the RK MHES CS, Almaty, Kazakhstan
2Egyptian University of Islamic Culture Nur-Mubarak, Almaty, Kazakhstan e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstract. The main directions of cryptography development are often directly dependent on the development of information and communication technologies. In recent years, the concept of the Internet of Things (IoT) has been widely used, using devices with limited hardware resources. Such devices include: radio frequency identification (RFID), automated process control systems (SCADA), wireless sensors, electronic identification devices, etc. Due to the fact that the existing classical cryptographic algorithms cannot be used in devices with small hardware resources, a new direction in cryptography has appeared – lightweight cryptography, the main focus of which is the development of lightweight cryptographic algorithms. Currently, there is a need to create algorithms that meet the requirements of lightweight cryptography.
This article presents a new lightweight ISL_LWS encryption algorithm designed to protect data on devices with limited resources. The encryption algorithm is implemented in the C++ programming language. To study the cryptographic strength of the algorithm, the statistical properties of ciphertexts were checked using a set of NIST statistical tests. As a result of the analysis, it was found that the ISL_LWC algorithm completely passes all 15 NIST tests from the 2nd round. In addition, the results obtained were compared with modern lightweight algorithms Present and Speck. As a result of the comparison, it was found that the Present and Speck algorithms show the same result. The cryptographic properties of the algorithm will be further investigated by various cryptanalysis methods, and the results will be published in subsequent articles.
Keywords. Lightweight cryptography, information security, statistical analysis, ciphertext, encryption algorithm, round key, bit, S-box, bitwise addition, NIST tests.
Басылымның шығыс деректері
Мерзімді баспасөз басылымының атауы «Алматы энергетика және байланыс университетінің Хабаршысы» ғылыми- техникалық журналы
Мерзімді баспасөз басылымының меншік иесі «Ғұмарбек Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті»
коммерциялық емес акционерлік қоғамы, Алматы, Қазақстан
Бас редактор Профессор, т.ғ.к., В.В. Стояк
Қайта есепке қою туралы куәліктің нөмірі мен күні және берген органның атауы
№ KZ14VPY00024997, күні 17.07.2020,
Қазақстан Республикасының Ақпарат және қоғамдық даму министрлігі
Мерзімділігі Жылына 4 рет (тоқсан сайын)
Мерзімді баспасөз басылымының реттік нөмірі және жарыққа шыққан күні
Жалпы нөмір 60, 1-басылым, 2023 жылғы 31 наурыз
Басылым индексі 74108
Басылым таралымы 200 дана
Баға Келісілген
Баспахана атауы, оның мекен-жайы «Ғұмарбек Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті»
КЕАҚ баспаханасы, Байтұрсынұлы көшесі, 126/1 үй, А120 каб.
Редакцияның мекен-жайы 0 5 0 0 1 3 , Алм а т ы қ. , «Ғ ұ м а р бе к Дә ук е ев а т ы н да ғы А л м а т ы эн ер г ет и ка ж ә н е ба й ла н ы с ун и в ер с и т ет і » К ЕА Қ, Б а й т ұ р с ы н ұ лы к- с і , 1 2 6 / 1 ү й , ка б. А 2 2 4 , т е л. : 8 ( 7 2 7 ) 2 9 2 5 8 4 8 , 7 08 8 8 0 7 7 9 9 , e - m a i l : v e s t n i k @ a u e s . k z
Выходные данные
Название периодического печатного издания Научно-технический журнал «Вестник Алматинского университета энергетики и связи»
Собственник периодического печатного издания
Некоммерческое акционерное общество «Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева», Алматы, Казахстан
Главный редактор Профессор, к.т.н., Стояк В.В.
Номер и дата свидетельства о постановке на переучет и наименование выдавшего органа
№ KZ14VPY00024997 от 17.07.2020
Министерство информации и общественного развития Республики Казахстан
Периодичность 4 раза в год (ежеквартально)
Порядковый номер и дата выхода в свет
периодического печатного издания Валовый номер 60, выпуск 1, 31 марта 2023
Подписной индекс 74108
Тираж выпуска 200 экз.
Цена Договорная
Наименование типографии, ее адрес Типография НАО «Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева», ул. Байтурсынулы, дом 126/1, каб. А 120
Адрес редакции 050013, г. Алматы, НАО «Алматинский у ниверситет э нергетики и с вязи имени Гумарбека Даукеева», ул. Байтурсынулы, дом 126/1, каб. А 224, т ел.: 8 (727) 292 58 48, 708 880 77 99, e-mail: [email protected]
Issue output
Name of the periodical printed publication Scientific and technical journal "Bulletin of the Almaty University of Power Engineering and Telecommunications"
Owner of the periodical printed publication Non-profit joint-stock company "Almaty University of Power Enginnering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev", Almaty, Kazakhstan
Chief Editor Professor, candidate of technical sciences Stoyak V.V.
Number and date of the registration certificate and the name of the issuing authority
№ KZ14VPY00024997 from 17.07.2020
Ministry of Information and Social Development of the Republic of Kazakhstan
Periodicity 4 times a year (quarterly)
Serial number and date of publication of a periodical printed publication
Number 60, edition 1, March 31, 2023
Subscription index 74108
Circulation of the issue 200 copies
Price Negotiable
The name of the printing house, its address Printing house of Non-profit joint-stock company "Almaty University of Power Enginnering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev", 126/1 Baitursynuly str., office A 120, Almaty, Republic of Kazakhstan
Editorial office address 050013, Non-profit joint-stock company "Almaty University of Power Enginnering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev",
A 2 2 4 , t e l .: 8 (727) 292 58 48, 708 880 77 99, e-mail: [email protected]