Block ciphers on the basis of reversible cellular automata

• Autorzy: Tanasyuk Yuliya , Burdeinyi Petro

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.919

Warianty tytułu

PL

Szyfry blokowe na podstawie odwracalnych automatów komórkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The given paper is devoted to the software development of block cipher based on reversible one-dimensional cellular automata and the study of their statistical properties. The software implementation of the proposed encryption algorithm is performed in C# programming language in Visual Studio 2017. The paper presents specially designed approach for key generation. To ensure a desired cryptographic stability, the shared secret parameters can be adjusted in order to contain information needed for creating substitution tables, defining reversible rules, and hiding the final data. For the first time, it is suggested to create substitution tables based on iterations of a cellular automaton that is initialized by the key data.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest rozwojowi oprogramowania szyfrów blokowych opartychna odwracalnych jednowymiarowych automatach komórkowych oraz badaniu ich właściwości statystycznych. Zastosowanie oprogramowania w proponowanym algorytmie kodowania wykonywane jest w języku programowania C# w Visual Studio 2017. Artykuł przedstawia specjalnie zaprojektowane podejście do generowania klucza. Aby zapewnić pożądaną stabilność kryptograficzną, dostosowane mogą zostać wspólne tajne parametry w taki sposób,aby zawierały informacje wymagane dla stworzenia tabel substytucyjnych, określające zasadyodwracalne oraz ukrywające dane końcowe. Po raz pierwszy, proponowane jest tworzenie tabeli substytucyjnych w oparciu o iterację automatów komórkowych,które zostają zainicjowane poprzez dane klucza.

Słowa kluczowe

EN

block cipher; symmetric encryption algorithm; reversible cellular automata

PL

szyfr bloku; algorytm szyfrowania symetrycznego; odwracalny automat komórkowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 10, nr 1
• Strony: 8--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tanasyuk Yuliya

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Computer Systemsand Networks, Chernivtsi, Ukraine

autor

Burdeinyi Petro

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Computer Systemsand Networks, Chernivtsi, Ukraine

Bibliografia

• [1] Bouchkaren S., Lazaar S.: A fast cryptosystem using reversible cellular automata. International Journal of Advanced Computer Science and Applications 5(5)/2014, 207–210.
• [2] Debasis D., Abhishek R.: A parallel encryption algorithm for block ciphers based on programmable reversible cellular automata. J. Computer Science and Engineering 1(1)/2010, 82–90.
• [3] Gutowitz H.A.: Cryptography with Dynamical Systems: Cellular Automata and Cooperative Phenomena. Kluwer Academic Press, Dordrecht 1993.
• [4] Paar C., Peltz J.: Understanding cryptography. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2010.
• [5] Leporati A., Mariot L.: Cryptographic properties of bipermutive cellular automata rules. J. Cellular Automata 9/2014, 437–475.
• [6] Seredynski M., Bouvry P.: Block cipher based on cellular automata. New Generation Computing 23(3)/2005, 245–258.
• [7] Seredynski F., Bouvry P., Zomaya A.Y.: Cellular automata and secret key cryptography. Parallel Computing30(5-6)/2004, 753-766,[http://doi.org/10.1016/j.parco.2003.12.014].
• [8] Tomassini M., Perrenoud M.: Stream Cyphers with One-and Two-Dimensional Cellular Automata. Parallel Problem Solving from Nature PPSN VI. PPSN. Lecture Notes in Computer Science 1917. Springer, Berlin, Heidelberg, 2000, 722–731.
• [9] Wolfram S.: Cryptography with Cellular Automata.: Advances in Cryptology: Crypto’85, Springer-Verlag LNCS 218, 1985, 429–432.
• [10] NIST SP 800-22: Documentation and Software. Random bit generation. Guide to the statistical tests, https://csrc.nist.gov/Projects/Random-Bit-Generation/Documentation-and-Software/Guide-to-the-Statistical-Tests.
• [11] Wolfram S.: A New Kind of Science.: Wolfram Media, Inc, 2002, 1197, http://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).