Проект № AP09259570
Руководитель проекта: Капалова Н.А.
Наименование темы проекта: «Разработка и исследование отечественного легковесного алгоритма шифрования при ограниченности ресурсов».
Основные направления развития криптографии во многом связаны с развитием средств связи, информационных технологий и вычислительной техники. Именно прогресс в этих областях сделал возможным повсеместное использование компактных устройств с малой вычислительной мощностью, имеющих доступ к сети Интернет и реализующих концепцию «Интернета вещей». Жёсткие ограничения на внутренние вычислительные ресурсы таких устройств делают затруднительным или невозможным использование классических криптографических алгоритмов. Актуальной задачей является оптимизация параметров «легковесных» алгоритмов блочного шифрования.
В Республике Казахстан для защиты информации применяются в основном зарубежные аппаратно-программные средства, которые являются прозрачными для их разработчиков. Поэтому разработка отечественных средств криптографической защиты информации и в том числе отечественного легковесного алгоритма шифрования на основе ранее разработанных алгоритмов шифрования безусловно актуальна.
В Лаборатории информационной безопасности (ЛИБ) Института информационных и вычислительных технологий (ИИВТ) КН МОН РК проводятся научно-исследовательские работы (НИР) по разработке и анализу новых систем шифрования, электронной цифровой подписи (ЭЦП), генерации криптографических ключей и аутентификации, а также созданию на их основе программных средств криптографической защиты информации (СКЗИ). В ЛИБ также проводятся НИР по криптоанализу разработанных и существующих алгоритмов шифрования и криптографическим атакам, основанным на статистических уязвимостях выходной последовательности.
Цель проекта: Разработка отечественной легковесной системы криптографической защиты информации на основе ранее разработанных в Лаборатории информационной безопасности алгоритмов шифрования. Созданный легковесный алгоритм шифрования будет реализоваться программно и использоваться в различных системах защиты информации.
Ожидаемые результаты. При реализации данного проекта будет разработана отечественная легковесная система криптографической защиты информации (ЛСКЗИ) на основе ранее разработанных в ЛИБ алгоритмов шифрования, которая будет применяться в цифровых устройствах и группах небольших вычислительных машин, подключенных к сети Интернет и имеющих ограниченные вычислительные ресурсы.
При проектировании ЛСКЗИ учитываются назначения и характеристики каждой сферы деятельности, а также особенности тех устройств, в которых она будет функционировать.
Полученные результаты: Рассмотрены основные направления легковесной криптографии и современные требования к алгоритму, осуществляющему шифрование на ее основе. Приведены характеристики реализации наиболее известных блочных шифров, а также обзор проводимых исследований по разработке СКЗИ и созданию легковесного алгоритма шифрования. Выбран один из стандартных подходов к решению проблемы создания эффективных методов и средств легковесной криптографии: разработка новых специализированных решений в методологическом, алгоритмическом и программно-аппаратном плане. Рассмотрены программные реализации наиболее известных блочных шифров.
Разработана общая схема нового симметричного блочного алгоритм шифрования LBC-3 с характеристиками легковесной криптографии. Проверены свойства «лавинного эффекта» разработанного алгоритма.
Исследованы два вида нелинейного преобразования для использования в алгоритме шифрования. Первый вид – это динамический S-блок размером 8 битов. Предложен метод создания динамических S-блоков, меняющихся при каждом изменении секретного ключа на основе известных и проверенных S-блоков. Получены результаты исследования различных свойств динамически созданных S-блоков. Проверены значения нелинейности алгоритмов после преобразования. Второй вид нелинейного преобразования – это 4-х битные S-блоки. Были созданы три S-блока и исследованы их криптографические свойства. Эти S-блоки сгенерированы с помощью генератора ПСП с определенными параметрами.
Опубликована 1 (одна) статья в издании с ненулевым импакт-фактором, рекомендованном КОКСОН.
Состав исследовательской группы
|
№ п/п |
Фамилия, имя, отчество
|
Scopus Author ID |
Researcher ID в Web of Science |
ORCID |
|
1. |
Капалова Нурсулу Алдажаровна |
57191242124 |
P-5631-2017 |
0000-0001-9743-9981 |
|
2. |
Бияшев Рустем Гакашович |
6603642864 |
– |
– |
|
3. |
Усатова Ольга Александровна |
57204581062 |
AAX-9677-2021 |
|
|
4. |
Бегимбаева Енлик Ериковна |
57191071133 |
AAN-1396-2020 |
|
|
5. |
Алгазы Кунболат Тлеуханулы |
57202761698 |
AAH-3846-2021 |
0000-0003-3670-2170 |
|
6. |
Дюсенбаев Дилмуханбет Самуратович |
57191434138 |
– |
– |
|
7. |
Самрат Санжар Мухамбеткалиулы |
– |
– |
– |
Список научных трудов за 2021 год