Вдосконалення методів генерації ключів шифрування за допомогою дивних атракторів

• Дата: 2022
• Автори: Шевченко, В.В., Сініцин, І.П., Шевченко, В.Л.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Інститут програмних систем НАН України 2022
• Назва видання: Проблеми програмування
• Теми: Захист інформації
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/188665
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Вдосконалення методів генерації ключів шифрування за допомогою дивних атракторів / В.В. Шевченко, І.П. Сініцин, В.Л. Шевченко // Проблеми програмування. — 2022. — № 3-4. — С. 417-424. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.

Актуальність роботи визначається потребою передачі конфіденційної інформації через відкриті канали комунікації. Така інформація може бути двох типів: симетричні ключі шифрування та безпосередньо інформаційні повідомлення, які зашифровані ключами шифрування. В статті розглянута задача вдосконалення передачі закритої інформації по відкритим каналам за допомогою алгоритму Диффі-Хелмана. Вдосконалення відбувається за рахунок введення нового типу односторонньої функції на основі чисельного рішення системи звичайних диференційних рівнянь, що описують динаміку руху фазової координати дивного атрактора. Для цього був розглянутий класичний алгоритм Диффі-Хелмана на основі односторонньої функції дискретного логарифму. Були розглянуті потрібні властивості односторонніх функцій у загальному випадку. Далі були розглянуті особливості модифікації алгоритму у випадку переходу до односторонньої функції на основі використання дивного атрактору. Передбачається, що на початку роботи модифікованого алгоритму таємним каналом сторони обміну (агенти) обмінюються інформацією щодо властивостей дивного атрактору, що буде використаний, а саме визначення диференційних рівнянь, що описують динаміку конкретного атрактору, значення параметрів рівнянь, початкові умови інтегрування та крок інтегрування (для методів з постійним кроком інтегрування). Відтак уесь обмін ведеться виключно відкритими каналами. В роботі також розглянутий випадок обміну інформацією між більш ніж двома агентами, зокрема, підхід щодо приховування кількості агентів, що беруть участь в обміні. Виконана апробація методу і наведені проміжні та кінцеві результати роботи односторонньої функції на основі дивних атракторів. Обговорені можливості щодо часткового викриття агентами окремих параметрів використання односторонніх функцій. Але водночас обґрунтована безпечність викриття такої інформації в загальному випадку (як в класичному, так й в модифікованому методі Діффі-Хелмана). Визначено, що залежно від потреб користувачів складність ключів шифрування може бути підвищена за допомогою зміни початкових параметрів атрактору, що також дозволить керувати швидкістю генерації ключів та шифрування загалом. Програмне забезпечення, що реалізує запропонований модифікований алгоритм, реалізовано трьома мовами програмування C#, Python та MatLab. Це дозволило виконати порівняльний аналіз результатів і свідомо обирати мову програмування окремих частин програмного забезпечення для оптимізації процесу генерації ключів шифрування для конкретних умов.