SIBCiphers - symmetric iterative block ciphers composed of boolean functions depending on small number of variables | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2014. № 7 (Приложение).

A class of symmetric iterative block ciphers called SIBCiphers is defined. Each round of a cipher in this class encrypts bitstrings of length n into bit-strings of length n according to a system of n Boolean functions each depending on k ^ n arguments taken from the bitstring on the inputs of the round and jointly representing an injective mapping. Formally, for l-th round in a r-round SIBCipher, there exist an injection : {0,1} ^ {0,1} , Boolean functions : {0,1} ^ {0,1}, and mappings : {1,2,...,k} ^ {1,2, ...,n}, i = 1,2,...,n, such that {n (j) : i = 1, 2,...,n; j = 1, 2,..., k} = {1, 2,...,n} and if u = м 1м 2 ... u n G {0,1} , then g (u) = й!^)^^)... g?(v„), where v = Ui xUi 2... Ui k and j = n (j), i = 1, 2,..., n; j = 1, 2,..., k. A round key consists of some of Boolean functions (g ) at the round and of numbers (n (j)) of their actual arguments. The ciphertext bitstring is obtained by permuting the bits on the outputs of the last (r-th) round. Contemporary symmetric iterative block ciphers with additive round keys form a subclass of SIBCiphers. Two other subclusses of SIBCiphers called by names Lucifer and Feistel are constructed according to the known cryptographic schemes originally suggested by H. Feistel and implemented in ciphers LUCIFER and DES respectively. In SIBCipher of Feistel's subclass, g (u) = L 1R 1 if u = L 0R 0 for L 0,R 0 G {0,1} , L 1 = R 0 and R 1 = p (L 0) 0 f (R 0), where p : {0,1} ^ {0,1} is a permutation = o f (1) (z) = 1 1 2 2 . . . f^C^), i = ii i2 . . . j = n for some Boolean functions f i : {0,1} ^ {0,1} and for a surjective system of mappings : {1, 2,..., k} ^ {1, 2,... , n/2}, i = 1, 2,..., n/2; j = 1, 2,... , k. SIBCipher of the subclass Lucifer is characterized by the folloving properties: (a) n = = ks, s > 1; (b) for any pair (l, i), l = 1, 2,..., r and i = 1, 2,..., s, the mapping G : {0,1} ^ {0,1} defined as (z) = gL^^^L^z).. .^(z) for all z G {0,1} , is a substitution; (c) n(i- 1) k+1 = n(i _ 1) k+2 = ... = Пг^; and (d) the mappingp : {0,1} ^ ^ {0,1} , where p (u) = p1 (u)p2 (u).. .pS°(u) and pi (u) = u^o (1)u nci)( 2). ..u v(i)^ k) for i =1, 2,..., s, is a permutation.
Download file
Counter downloads: 327
  • Title SIBCiphers - symmetric iterative block ciphers composed of boolean functions depending on small number of variables
  • Headline SIBCiphers - symmetric iterative block ciphers composed of boolean functions depending on small number of variables
  • Publesher Tomask State UniversityTomsk State University
  • Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 7 (Приложение)
  • Date:
  • DOI
Keywords
cipher LUCIFER, Feistel network, symmetric iterative block ciphers, Boolean functions, cryptography, шифр Люцифер, сеть Фейстеля, симметричные итеративные блочные шифры, булевы функции, криптография
Authors
References
Введение в криптографию / под ред. В. В. Ященко. М.: МЦНМО, «ЧеРо», 1998. 272 с.
Панкратова И. А. Булевы функции в криптографии: учеб. пособие. Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. 88 с.
Агибалов Г. П., Сунгурова О. Г. Криптоанализ конечно-автоматного генератора ключевого потока с функцией выходов в качестве ключа // Вестник Томского государственного университета. Приложение. Август 2006. № 17. С. 104-108.
Агибалов Г. П. О некоторых доопределениях частичной булевой функции // Труды Сибирского физико-технического института. Проблемы кибернетики. 1970. Вып. 49. С. 12-19.
Агибалов Г. П. Минимизация числа аргументов булевых функций // Проблемы синтеза цифровых автоматов. М.: Наука, 1967. С. 96-100.
Агибалов Г. П., Левашников А. А. Статистическое исследование задачи опознания булевых функций одного класса // Тез. докл. к Всесоюзному коллоквиуму по автоматизации синтеза дискретных вычислительных устройств, 20-25 сентября 1966. Новосибирск, 1966. С. 40
Агибалов Г. П. Распознавание операторов, реализуемых в автономных автоматах // Конф. по теории автоматов и искусственному мышлению. Ташкент, 27-31 мая 1968. Аннотации докладов и программа. М.: ВЦ АН СССР, 1968. С. 7-8.
Matsui M. Linear cryptanalysis method for DES cipher // LNCS. 1993. V. 765. P. 386-397.
Matsui M. The first experimental cryptanalysis of the Data Encryption Standard // LNCS. 1994. V. 839. P. 1-11.
Агибалов Г. П., Панкратова И. А. Статистические аналоги дискретных функций и их применение в криптоанализе симметричных шифров // Прикладная дискретная математика. 2010. №3(9). С. 51-68.
Агибалов Г. П. Элементы теории дифференциального криптоанализа итеративных блочных шифров с аддитивным раундовым ключом // Прикладная дискретная математика. 2008. №1. С. 34-42.
Courtois N. and Pieprzyk J. Cryptanalysis of block ciphers with overdefined systems of equations // ASIACRYPT 2002. LNCS. 2002. V.2501. P. 267-287.
Biham E. and Shamir A. Differential cryptanalysis of DES-like cryptosystems // J. Cryptology. 1991. No. 4. P. 3-72.
Хоффман Л. Дж. Современные методы защиты информации. М.: Сов. радио, 1980. 264 с.
Агибалов Г. П. Методы решения систем полиномиальных уравнений над конечным полем // Вестник Томского государственного университета. Приложение. Август 2006. №17. С. 4-9.
 SIBCiphers - symmetric iterative block ciphers composed of boolean functions depending on small number of variables | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2014. № 7 (Приложение).
SIBCiphers - symmetric iterative block ciphers composed of boolean functions depending on small number of variables | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2014. № 7 (Приложение).
Download full-text version
Counter downloads: 1917