Евристичні методи генерації нелінійних вузлів заміни блокових симетричних шифрів

Abstract

У першому розділі описано поняття симетричного блокового шифру та показники, що його характеризують. У другому розділі описано деякі існуючі евристичні методи генерації нелінійних вузлів ускладнення, детально розглянуто принцип їх реалізації. У третьому розділі проаналізовано метод сходження на пагорб, описано реалізацію удосконаленого методу сходження на пагорб для генерації нелінійних вузлів заміни та наведено статистичні дані щодо генерації. У ході роботи розроблено програмну реалізацію удосконаленого методу градієнтного спуску для генерації нелінійних вузлів заміни. Також проведено експериментальні дослідження даного методу з точки зору швидкодії та оптимальності згенерованих нелінійних вузлів заміни, проведено дослідження щодо найбільш безпечних значень критеріїв та показників. У результаті проведеної роботи зроблені висновки щодо застосування евристичних методів для генерації S-блоків для симетричних криптоперетворень та розроблені рекомендації щодо практичного застосування і вибору критеріїв та показників ефективності нелінійних вузлів ускладнення.

The first chapter describes the concept of a symmetric block cipher and its characteristics. In the second chapter, some existing heuristic methods of generating nonlinear complication nodes are described, and the principle of their implementation is considered in detail. The third chapter analyzes the hill-climbing method, describes the implementation of the improved hill-climbing method for the generation of non-linear replacement nodes, and provides statistical data on the generation. In the course of the work, a software implementation of the improved gradient descent method for the generation of non-linear substitution nodes was developed. Experimental studies of this method were also carried out from the point of view of speed and optimality of generated non-linear replacement nodes, research was carried out on the safest values of criteria and indicators. As a result of the work, conclusions were drawn regarding the use of heuristic methods for generating S-blocks for symmetric cryptotransformations, and recommendations were developed for the practical application and selection of criteria and efficiency indicators of nonlinear complication nodes.