Анотація до роботи:

Шварц І.М. Вдосконалення математичних моделей алгоритмів шифрування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – Математичне моделювання та обчислювальні методи. Державний науково-дослідний інститут інформаційної інфраструктури, Львів, 2006.

Дисертація присвячена розробці моделі ефективного блоково-динамічного алгоритму реалізації методів блочного шифрування на основі алгоритму Blowfish та програмно-апаратних засобів їх реалізації.

У роботі запропоновано вдосконалення моделі блоково-динамічного алгоритму, який є мережею Файстеля зі складеним ключем, що постійно змінюється. Проведено аналіз на складність, перевірку на стійкість до атак відомих методів криптографічного аналізу таких, як імовірнісний метод, метод повного перебору, диференційний та метод лінійних рівнянь, що дає можливість стверджувати, що запропонований блоково-динамічний алгоритм з динамічним ключем є більш швидким, ніж відомі алгоритми, та абсолютно стійким до всіх відомих методів криптоаналізу.

Розроблені пакет програм та спеціалізовані структури для шифрування інформації за модифікованим методом.

В дисертаційній роботі на основі запропонованої моделі був розроблений блоково-динамічний алгоритм з доволі трудомістким алгоритмом отримання ключа, в якому сам процес шифрування складається з малої кількості обчислень, що робить його найбільш оптимальним для поштових систем захисту інформації, де немає частої зміни ключів. Сам процес шифрування має дуже високу швидкодію, практично не залежну від кількості секретних даних, які шифруються. Для усунення такого важливого недоліку, як низька криптостійкість, в даній роботі був розроблений алгоритм отримання та використання складеного динамічного ключа, який значно підвищує надійність запропонованого методу.

Основні результати дисертаційної роботи полягають в наступному:

1. Для покращення методів блочного шифрування даних вперше розроблено модель динамічної зміни підключів і реалізовано блоково-динамічний алгоритм, який є мережею Файстеля з складеним ключем, що постійно змінюється.

2. Проведено аналіз на складність з відомими стандартними алгоритмами, який показав, що запропонована модель дозволяє розробити алгоритм шифрування повідомлень з меншими витратами часу у порівнянні з відомими стандартними алгоритмами за рахунок того, що формування ключа здійснюється один раз з подальшими автоматичними змінами підключів.

3. Проведено перевірку на стійкість до атак відомих методів криптографічного аналізу таких, як метод повного перебору, імовірнісний метод, диференційний метод та метод з застосуванням системи лінійних рівнянь. За результатами аналізу можна стверджувати, що запропонований блоково-динамічний алгоритм з динамічним ключем є абсолютно стійким до всіх відомих методів криптоаналізу.

4. Вперше за допомогою VHDL-моделювання було проведено тестування апаратної реалізації блоково–динамічного шифрування, що дало змогу оцінити часові властивості процесу шифрування з точки зору швидкодії, а також дозволило отримати загальний підхід до апаратної реалізації відомих блочних алгоритмів з використанням сучасних ПЛІС.

5. Вперше для поетапного аналізу запропонованого методу шифрування проведено моделювання надходження на вхід системи конкретних даних та їх подальше шифрування відповідним динамічним ключем. Отримано конкретні дані, які дозволили наочно у вигляді математичної моделі описати всі етапи, які проходять дані в процесі шифрування запропонованим алгоритмом.

6. На основі розробленої моделі запропоновано нову систему захисту інформації у вигляді програми, яка є клієнтом поштового сервера Microsoft Exchange, що дає можливість не тільки обмінюватися секретними даними по електронній пошті, використовуючи метод блоково-динамічного шифрування, але й вводити власних користувачів як з одного боку мережі, так і з іншого. Це, в свою чергу, надає змогу умовно поділити одну поштову скриньку і можливість користування нею багатьма користувачами з власними паролями доступу. Крім того, в залежності від ступеня секретності інформації в даній системі розроблено два рівні захисту, які можуть використовуватись як окремо, так і доповнюючи один одного.

Публікації автора:

1. Білан С.М., Шварц І.М. Підвищення крипостійкості та швидкодії алгоритму Blowfish у каналах передачі даних // Реєстрація, зберігання та обробка даних. – 2005. - №1, т.7. - С. 97-102.

2. Білан С.М., Шварц І.М. Стеганографічний метод захисту інформації на основі надлишковості аудіоінформації // Защита информации. – 2002. - Выпуск 2(9). – С. 35-39.

3. Білан С.М., Шварц І.М. Проблеми обміну даних в реалізації корпоративних мереж // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Контроль та управління в складних системах ”. – Вінниця. – 2005.- С. 98.

4. Білан С.М., Шварц І.М. Метод блоково-динамічного шифрування // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Дні науки 2005”. - Том 34. Сучасні інформаційні технології. – Дніпропетровськ. – 2005.- С. 67-68.

5. Білан С.М., Шварц І.М. Перевірка на стійкість блокового-динамічного шифрування // „Математичне моделювання ” . – 2005. - №2(14) – С. 24-26.

6. Білан С.М., Шварц І.М. Аналіз крипостійкості блоково-динамічного шифрування. // „Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах”. – 2005. - №1. – С. 163-165.

7. Шварц І.М. Підвищення швидкодії та крипостійкості блочних алгоритмів на основі блоково-динамічного шифрування. // Матеріали науково-практичної конференції „Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем”. - Сер. “Техніка, технологія” . – Київ. – 2005.- С. 170.

8. Білан С.М., Шварц І.М. Диференціальний криптоаналіз блоково-динамічного алгоритму шифрування..// „Вісник Сумського державного університету”. – 2005. -№9(81). – С.38-42.

9. Деклараційний патент на винахід №8897, кл. 7H04L 9/04. Спосіб блочного шифрування даних // Білан С.М., Шварц І.М. – опубл. 15.08.05 – Бюл. № 8.

10. Білан С.М., Шварц І.М. Розробка пристрою шифрування з використанням блоково-динамічного алгоритму // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Наукові дослідження – теорія та експеримент 2005”. - Том 11. – Полтава. – 2005.- С.14-15.

11. Білан С.М., Шварц І.М. Авторське свідоцтво № 13572 „Комп’ютерна програма для програмування ПЛІС з використанням” вдосконаленого алгоритму Blowfish.

12. Білан С.М., Шварц І.М. Алгоритмічно-функціональне VHDL-моделювання та технічна реалізація блоково-динамічного шифрування на ПЛІС // Матеріали першої міжнародної науково-технічної конференції „Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій та приладобудування (СПРТП-2005)”. - Вінниця. – 2005.- С. 26-30.

13. Білан С.М., Шварц І.М. Аналіз покращення формату аудіостинення МPEG LAYERS. // „Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах” . – 2001. - №4. – С. 194-196.

14. Білан С.М., Шварц І.М. Авторське свідоцтво № 13573 „Комп’ютерна програма для приховування таємного повідомлення за рахунок використання методу, заснованого на надлишковості аудіо інформації”.

15. Білан С.М., Шварц І.М. Авторське свідоцтво № 12543 „Комп’ютерна програма для передачі інформації по каналах зв’язку з використанням вдосконаленого алгоритму Blowfish (EMailManager)”.

16. Білан С.М., Шварц І.М. Криптографічні протоколи блокового-динамічного шифрування // „Математичне моделювання ” . – 2005. - №1(13) – С. 71-73.

17. Стасюк О.І., Білан С.М., Шварц І.М., Тимченко Л.І. Захист інформації в цифрових системах зв’язку: Навч. Посіб.- К.: КУЕТТ, 2005. – 123 с.

18. Білан С.М., Шварц І.М. Проблеми обміну даних в реалізації корпоративних мереж // Оптоелектронні інформаційно-енергетичні технології. – 2005. - №2(10) – С.213-219.