Метод и аппаратные средства повышения оперативности автоматической модификации ключевых данных

• Автор: Борисов, Алексей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.05, 05.13.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Оглавление
Введение
Г лава 1 Аналитический обзор и сущность предлагаемого подхода
1.1 Обзор области систем управления с использованием ключевых данных
1.2 Обзор свойств ключевых данных
1.3 Типы генераторов случайноподобных последовательностей
1.4 Обзор устройств генерации ключевых данных
1.5 Подходы к проектированию акцессорного преобразования данных
1.6 Обзор существующих алгоритмов адресации доставки
1.7 Оценка периода смены ключевых данных
1.8 Сущность подхода
Г лава 2 Математические методы решения задачи
2.1 Основные положения теории хаотических систем
2.2 Дискретная хаотическая система «Треугольное отображение»
2.3 Использование рассеивания и перемешивания в схеме акцессорного
преобразования
2.4 Общая схема способа адресного соединения
2.5 Выводы
Г лава 3 Способы решения поставленной задачи
3.1 Метод динамической модификации ключевых данных
3.2 Разработка генератора псевдослучайных чисел
3.3 Циркуляция ключевых данных и устройство их генерации
3.4 Разработка акцессорного преобразования данных
3.5 Разработка алгоритма проверки адресации
3.6 Способ адресной доставки ключевых данных

3.7 Архитектура системы управления ключевыми данными
3.8 Выводы
Г лава 4 Практическая реализация разработанных алгоритмов
4.1 Разработка инструментальных средств
4.1.1 Сервер системы управления ключевыми данными
4.1.2 Устройство генерации ключевых данных
4.1.3 Клиент системы управления ключевыми данными
4.2 Статистическое тестирование генератора на основе треугольного
отображения
4.3 Сопоставительный анализ времени выполнения акцессорного
преобразования
4.4 Оценка повышения оперативности и уменьшения нагрузки на
администратора
4.5 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность темы. Развитие средств вычислительной техники характеризуется расширением областей её применения. Среди устройств и элементов вычислительной техники и систем управления, предназначенных для решения задач в области защиты информации, особое значение имеют аппаратные средства генерации ключевых данных (КД). Использование ключевых данных (логины, идентификаторы, пароли, ключи и т.д.) необходимо для осуществления авторизации с целью определения круга пользователей, наделенных специальными полномочиями, ограничения
несанкционированного доступа, селекции необходимых в работе данных и обеспечения профессиональной деятельности. Особо важна процедура авторизации в распределенных вычислительных системах (РВС) с сетевым доступом к общим конфигурируемым вычислительным ресурсам («облачные вычислительные системы»). Ключевые данные (КД) имеют ограниченный срок действия, вследствие чего возникает объективная необходимость развития средств аппаратной генерации, модификации и адресной доставки ключевых данных пользователям. С другой стороны сгенерированные КД на период своего существования должны характеризоваться устойчивостью для защиты выделяемого ресурса в РВС, что требует создания и применения вычислительно трудоемких алгоритмов и процедур. Необходимость
совмещения аппаратной генерации КД и вычислительных трудоемких алгоритмов и процедур определяют основное противоречие данного
исследования.
Ведущими учеными в области разработки специализированных устройств параллельной обработки данных являются Угрюмов Е.П., Самофалов К.Г., Сташин В.В. и др. Значимый вклад в решение проблем генерации и распределения ключевых данных был внесен такими отечественными учеными, как Баричев С.Г., Уфимцева В.Б., Ярмолик В.Н, Варфоломеев A.A. и др. Однако вместе с тем в работах вышеперечисленных ученых вопросы

- Статистические критерии, например, идеальные к-мерные распределения.
- Путаница - каждый бит потока ключей должен быть сложным преобразованием всех или большинства битов ключа.
- Диффузия - избыточность в подструктурах должна рассеиваться, приводя к более "размазанной" статистике.
- Критерии нелинейности для логических функций, такие как отсутствие корреляции п-го порядка, расстояние до линейных функций, лавинный критерий, и т.д.
Этот перечень критериев проектирования не уникален для потоковых шифров, разработанных с помощью системно-теоретического подхода, он справедлив для всех потоковых шифров и для акцессорного преобразования ключевой совокупности. Особенностью системно-теоретического подхода является то, что потоковые шифры непосредственно разрабатываются, чтобы удовлетворить этим критериям.
Главным недостатком таких криптосистем является невозможность доказать их безопасность. Никогда не было доказано, что эти критерии проектирования необходимы или достаточны для безопасности. Генератор потока ключей может удовлетворять всем правилам разработки, но, тем не менее, оказаться небезопасным - другой может оказаться безопасным.
С другой стороны вскрытие любого из этих генераторов потока ключей представляет собой сложную проблему для криптоаналитика. Если будет разработано достаточно различных генераторов, может оказаться, что криптоаналитик не станет тратить время, взламывая каждый из них.
Используя сложностно-теоретический подход к проектированию потоковых шифров, криптограф пытается на основе теории сложности доказать безопасность разработанных генераторов. Для этого получаемые генераторы должны основываться на трудных проблемах, таких, например, как использует криптография с открытыми ключами. И чаще всего, также как