Разработка и экспериментальные исследования алгоритмов тестирования случайных чисел и их приложения к некоторым задачам криптографии

• Автор: Стогниенко, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава I.
Глава 2.
Глава 3.

Основные понятия и методы

1.1. Основные определения и понятия

1.2. Описание адаптивного критерия

1.3. Необходимые сведения из математической статистики и вспомогательные результаты.

1.4. Адаптивный критерий хиквадрат. Описание и

теоретическое рассмотрение.

Экспериментальные исследования эффективных генераторов криптографически стойких псевдослучайных последовательностей созданных на основе современных алгоритмов шифрования.
2.1. Экспериментальные исследования эффективности генераторов псевдослучайных чисел базирующихся на криптографических алгоритмах ЯС5 и ЯС6
2.2. Экспериментальные исследования эффективности генераторов псевдослучайных чисел базирующихся на современных криптографических
алгоритмах.
Экспериментальные исследования статистических свойств зашифрованных текстов на естественных языках и их применение к одной из задач криптографии .
3.1 Алгоритм различения зашифрованных текстов на естественных языках и случайных последовательностей
3.2 Алгоритм различения зашифрованных текстов на естественных языках и случайных последовательностей на длинах выборки от 0 килобайт
Заключение
Литература


Поэтому исследование влияния исходного формата шифруемых данных на возможность их различения в зашифрованном виде от случайных последовательностей важно с практической точки зрения. Генерация “истинно” случайных чисел - одна из главных проблем возникающих при реализации любой криптосистемы. Однако уже более двадцати лег назад было опубликовано множество научной литературы по датчикам случайных чисел (например, [], []). Позднее Дж. Клейнен в [] приходит, однако, к выводу, что "все еще нет высококачественного генератора псевдослучайных чисел". Одновременно с ним известные специалисты Льюис [5] и Марсалья [] указывают: "Многие широко распространенные генераторы фактически непригодны". Предостережение о распространенности плохих генераторов делает также И. М.Соболь в [6]. Вместе с тем, любое тестирование генераторов криптографически стойких случайных последовательностей остается частичным. Поэтому Ермаков С. М. и Михайлов Г. А. в [1] отмечают, что кроме специального статистического тестирования ". Можно сказать, что представление о надежности псевдослучайных чисел создается в процессе их использования с тщательной проверкой результатов всегда, когда это возможно". Последние десятилетия характеризуются переходом развитых стран к так называемому информационному обществу, что, в частности, характеризуются широким использованием компьютерных, а точнее, информационных сетей в финансовой сфере, бизнесе, производстве да просто в личной жизни граждан (вспомним только Интернет, в путешествии по которому миллионы “обычных” людей проводят миллиарды часов). Поэтому задачи разработки эффективных средств защиты информационных систем приобретают все большую роль и находятся в центре внимания многих исследователей и разработчиков. Экспериментальное исследование генераторов криптографически стойких псевдослучайных последовательностей, созданных на основе современных алгоритмов шифрования, а также разработка комплекса программ для их тестирования. Разработка и исследование эффективных численных методов, и алгоритмов различения зашифрованных текстов на естественных языках от случайных последовательностей. Экспериментальное исследование влияния формы представления данных на возможность их различения в зашифрованном виде. Методы исследования, В работе были использованы вычислительные эксперименты на ЭВМ, моделирование, математическая статистика и теория построения эффективных алгоритмов и программ. Научная новизна результатов работы. Проведены экспериментальные исследования нового статистического критерия - “адаптивный критерий х2‘ показана целесообразность его применения для статистической проверки случайных последовательностей и даны практические рекомендации по его применению. Предложен эффективный алгоритм статистической проверки “качества” криптографически стойких псевдослучайных последовательностей с помощью разработанного комплекса программ. Впервые предложен метод различения зашифрованных текстов на естественных языках от случайных последовательностей, позволяющий, с помощью разработанного комплекса программ, различать зашифрованные тексты при сравнительно небольших объемах данных (от 0 килобайт и выше). Отметим, что для популярного статистического критерия х2 требуется для решения этой задачи в тысячи раз больший объем данных. Исследовано влияние формата цифровых текстов (txt, rtf, doc, pdf) и их предварительного сжатия на возможность различения в зашифрованном виде на русском, английском и итальянском языках. Практическая ценность. Разработаны алгоритмы и программы для тестирования случайных и псевдослучайных последовательностей, эффективность которых существенно выше, чем у ранее известных. Предложен метод и комплекс программ, позволяющий надежно различать зашифрованные тексты на естественных языках от случайных последовательностей, начиная с длины 0 килобайт. Исследовано влияние формата цифровых текстов на естественных языках на возможность их различения в зашифрованном виде. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на международных научных мероприятиях: международная конференция по теории информации ISIT- (Yokohama, Japan, ), Китайско-российский форум молодых ученых в Пекине - г.