DOCSLIB.ORG

Burlaka Magistr.Pdf

Total Page：16

File Type：pdf, Size：1020Kb

Download full-text PDF Read full-text
Burlaka Magistr.Pdf НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО» ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ КАФЕДРА МАТЕМАТИЧНИХ МЕТОДІВ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ «На правах рукопису» «До захисту допущено» УДК ____519.21_____ В.о. завідувача кафедрою __________ М.М.Савчук (підпис) (ініціали, прізвище) “15” травня 2018р. Магістерська дисертація на здобуття ступеня магістра зі спеціальності________113 «Прикладна математика»_____________________ (код і назва) на тему: _____«Порівняльний аналіз сучасних схем гешування паролів»______ Виконала: студентка __2__ курсу, групи __ФІ-63м__ (шифр групи) ______________Бурлака Валерія Володимирівна_______________ _________ (прізвище, ім’я, по батькові) (підпис) Керівник _____доцент кафедри ММЗІ, к.т.н. Яковлєв С.В.______ _________ (посада, науковий ступінь, вчене звання, прізвище та ініціали) (підпис) Консультант _______________________________ _________ (назва розділу) (науковий ступінь, вчене звання, , прізвище, ініціали) (підпис) Рецензент ________________________________________________ _________ (посада, науковий ступінь, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) (підпис) Засвідчую, що у цій магістерській дисертації немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань. Студент _____________ (підпис) Київ – 2018року Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Фізико-технічний інститут Кафедра математичних методів захисту інформації Рівень вищої освіти – другий (магістерський) Спеціальність 113 «Прикладна математика» ЗАТВЕРДЖУЮ В.о. завідувача кафедрою __________ М.М.Савчук (підпис) (ініціали, прізвище) «___»_____________2018 р. ЗАВДАННЯ на магістерську дисертацію студенту _____________________Бурлаці Валерії Володимирівні__________________ (прізвище, ім’я, по батькові) 1. Тема дисертації _Порівняльний аналіз сучасних схем гешування паролів_ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________, науковий керівник дисертації ___Яковлєв Сергій Володимирович, к.т.н.___, (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) затверджені наказом по університету від 02.07.2018р. № 1058-с 2. Термін подання студентом дисертації 16.05.2018р. 3. Об’єкт дослідження Криптографічні процеси у системах захисту інформації_________________________________________________________ 4. Предмет дослідження Схеми гешування паролів та методи їх аналізу____________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 5. Перелік завдань, які потрібно розробити Провести огляд опублікованих джерел за темою дослідження; ознайомитися з криптографічними властивостями, які повинна мати схема гешування паролів з огляду на розвиток сучасних методiв криптоаналiзу; розглянути конструкцію схем- фіналістів конкурсу «Password Hashing Competition»; сформулювати критерії для порівняння схем гешування паролів, порівняти схеми за цими критеріями та визначити схеми, придатні для впровадження геш-функцiї «Купина»; сформулювати алгоритм роботи схеми гешування паролів із зазначеною геш-функцiєю та провести первинну оцiнку надійності одержаних схем.____________________________________________________ 6. Орієнтовний перелік ілюстративного матеріалу 6 рисунків, 3 таблиці_____ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 7. Орієнтовний перелік публікацій ____________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 8. Консультанти розділів дисертації Підпис, дата Прізвище, ініціали та посада Розділ завдання завдання консультанта видав прийняв 9. Дата видачі завдання Календарний план № Назва етапів виконання Термін виконання етапів Примітка з/п магістерської дисертації магістерської дисертації 1. Узгодження теми з науковим керівником 20.09.17 – 04.10.17 2. Пошук літератури та опрацювання 05.10.17 – 06.11.17 знайденого матеріалу 3. Ознайомлення з властивостями схем 07.11.17 – 27.11.17 гешування паролів 4. Огляд конструкцій схем-фіналістів 28.11.17 – 25.12.17 конкурсу PHC 5. Визначення критеріїв для порівняння схем 09.01.18 – 31.01.18 6. Порівняння схем за критеріями та 01.02.18 – 12.03.18 визначення схем, придатних для впровадження геш-функцiї «Купина» 7. Опис алгоритму роботи нових схем 13.03.18 – 13.04.18 гешування паролiв та проведення первинної оцiнки надійності одержаних схем 8. Оформлення роботи 14.04.18 – 14.05.18 Студент ____________ _____В.В. Бурлака_____ (підпис) (ініціали, прізвище) Науковий керівник дисертації ____________ _____С.В. Яковлєв_____ (підпис) (ініціали, прізвище) Консультантом не може бути зазначено наукового керівника магістерської дисертації. 4 РЕФЕРАТ Квалiфiкацiйна робота мiстить: 52 стор., 6 рисункiв, 3 таблицi, 30 джерел. Наразi для надiйного зберiгання паролiв проводиться їх обробка за спецiальними схемами. У роботi було розглянуто вимоги до захисту схем гешування паролiв. Також було зосереджено увагу на схемах гешування паролiв, що стали фiналiстами конкурсу «Password Hashing Competition», проведено їх порiвняльний аналiз за певними критерiями та визначено схеми, придатнi для впровадження в них геш-функцiї «Купина». Метою роботи є порiвняльний аналiз сучасних схем гешування паролiв та їх адаптацiя пiд нацiональнi криптографiчнi стандарти, що дозволить використовувати сучаснi схеми парольного гешування у засобах криптографiчного захисту, призначених для державних органiв України. Об’єктом дослiдження є криптографiчнi процеси у системах захисту iнформацiї. Предметом дослiдження є схеми гешування паролiв та методи їх аналiзу. У результатi роботи було запропоновано схеми гешування паролiв, що використовують у якостi криптографiчного примiтиву геш-функцiю «Купина», яка є нацiональним стандартом криптографiчного захисту iнформацiї в Українi. ПАРОЛЬ, ГЕШУВАННЯ ПАРОЛIВ, СХЕМА ГЕШУВАННЯ ПАРОЛIВ, ГЕШ-ФУНКЦIЯ «КУПИНА», ДСТУ 7564:2014, PASSWORD HASHING COMPETITION, ARGON2, CATENA 5 ABSTRACT Thesis consists of 52 pages, 6 illustrations, 3 tables, 30 literature sources. At present, passwords are processed by special schemes for secure storage. The requirements for protecting of password hashing schemes were considered in this paper. Also, attention was focused on password hashing schemes that became the finalists of the Password Hashing Competition, their comparative analysis according to certain criteria was carried out and the schemes suitable for implementation in them of the Kupyna hash function were defined. The aim of the work is comparative analysis of modern password hashing schemes and their adaptation to the national cryptographic standards, which will allow using of modern password hashing schemes in the means of cryptographic protection that intended for state bodies of Ukraine. The object of the study is the cryptographic processes in the systems of information protection. The subject of the study is the password hashing schemes and methods of their analysis. As a result of the work, there were proposed password hashing schemes that use the Kupyna hash function as a cryptographic primitive, which is the national standard of cryptographic protection of information in Ukraine. PASSWORD, PASSWORD HASHING, PASSWORD HASHING SCHEMES, KUPYNA HASH FUNCTION, DSTU 7564: 2014, PASSWORD HASHING COMPETITION, ARGON2, CATENA ЗМIСТ Вступ............................................................................. 7 1 Схеми гешування паролiв: стан розвитку ................................. 9 1.1 Гешування як метод захисту паролiв ................................. 9 1.2 Вимоги безпеки до схем гешування паролiв ......................... 12 1.3 Огляд атак компромiсу «час-пам’ять» ............................... 15 1.4 Обчислювально складнi за пам’яттю функцiї ....................... 20 1.5 Конкурс «Password Hashing Competition» ........................... 22 1.6 Геш-функцiя «Купина» i її структурнi особливостi................. 23 Висновки до роздiлу 1 ....................................................... 26 2 Порiвняльний аналiз фiналiстiв конкурсу «Password Hashing Competition».................................................................. 28 2.1 Порiвняння схем-фiналiстiв конкурсу PHC .......................... 28 2.1.1 Критерiї порiвняння схем........................................ 28 2.1.2 Вiдповiднiсть схем парольного гешування сформульованим критерiям порiвняння ....................... 29 2.2 Схеми парольного гешування на основi геш-функцiї «Купина»... 38 2.2.1 Модифiкацiя схеми Argon2 ...................................... 38 2.2.2 Модифiкацiя схеми Catena ...................................... 43 Висновки до роздiлу 2 ....................................................... 47 Висновки ........................................................................ 48 Перелiк посилань ............................................................... 49 7 ВСТУП Актуальнiсть дослiдження. Найбiльш розповсюдженим способом для перевiрки справжностi користувачiв при доступi до комп’ютерних систем та Iнтернет-сервiсiв є однофакторна автентифiкацiя, що вимагає вiд користувача пред’явлення секретної фрази, тобто паролю. У зв’язку з цим постає проблема надiйного зберiгання паролiв користувачiв на серверi автентифiкацiї задля унеможливлення отримання зловмисником доступу до чужого облiкового запису. Досягання у розробцi апаратних та програмних
Load more

Recommended publications
  • Cryptanalysis of Block Ciphers with New Design Strategies
    Cryptanalysis of Block Ciphers with New Design Strategies Mohamed Tolba A Thesis in The Concordia Institute for Information Systems Engineering Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy (Information Systems Engineering) at Concordia University Montreal, Quebec, Canada October 2017 ©Mohamed Tolba, 2017 CONCORDIA UNIVERSITY SCHOOL OF GRADUATE STUDIES This is to certify that the thesis prepared By: Mohamed Tolba Entitled: Cryptanalysis of Block Ciphers with New Design Strategies and submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Information Systems Engineering) complies with the regulations of the University and meets the accepted standards with re- spect to originality and quality. Signed by the final examining committee: Chair Dr. Theodore Stathopoulos External Examiner Dr. Huapeng Wu External to Program Dr. Anjali Agarwal Examiner Dr. Lingyu Wang Examiner Dr. Mohammad Mannan Thesis Supervisor Dr. Amr M. Youssef Approved by Dr. Chadi Assi, Graduate Program Director December 4th,2017 Dr. Amir Asif, Dean, Faculty of Engineering and Computer Science Abstract Cryptanalysis of Block Ciphers with New Design Strategies Mohamed Tolba, Ph.D. Concordia University, 2017 Block ciphers are among the mostly widely used symmetric-key cryptographic primitives, which are fundamental building blocks in cryptographic/security systems. Most of the public- key primitives are based on hard mathematical problems such as the integer factorization in the RSA algorithm and discrete logarithm problem in the DiffieHellman. Therefore, their security are mathematically proven. In contrast, symmetric-key primitives are usually not constructed based on well-defined hard mathematical problems. Hence, in order to get some assurance in their claimed security properties, they must be studied against different types of cryptanalytic techniques.
    [Show full text]
  • Analysis of the Kupyna-256 Hash Function
    Analysis OF THE Kupyna-256 Hash Function Christoph DobrAUNIG Maria Eichlseder Florian Mendel FSE 2016 M I T + Permutation-based DESIGN 2 N H −1 H AES-like ROUND TRANSFORMATIONS I T ⊕ I 2 2 N N Similar TO Grøstl Modular ADDITIONS INSIDE www.iaik.tugraz.at The Kupyna Hash Function UkrAINIAN STANDARD DSTU 7564:2014 [Oli+15; Олi+15a] M1 M2 M T IV F F F Ω HASH 2 2 2 N N N N N 2 f256; 512g 1 / 14 www.iaik.tugraz.at The Kupyna Hash Function UkrAINIAN STANDARD DSTU 7564:2014 [Oli+15; Олi+15a] M1 M2 M T IV F F F Ω HASH 2 2 2 N N N N N 2 f256; 512g M I T + Permutation-based DESIGN 2 N H −1 H AES-like ROUND TRANSFORMATIONS I T ⊕ I 2 2 N N Similar TO Grøstl Modular ADDITIONS INSIDE 1 / 14 www.iaik.tugraz.at The Kupyna-256 Round TRANSFORMATIONS Kupyna-512: 8 × 16 state, 14 ROUNDS Kupyna-256: 8 × 8 state, 10 rounds: AddConstant SubBytes ShiftBytes MixBytes f3f3f3f3f3f3f3f3 f0f0f0f0f0f0f0f0 f0f0f0f0f0f0f0f0 S + f0f0f0f0f0f0f0f0 T : f0f0f0f0f0f0f0f0 f0f0f0f0f0f0f0f0 f0f0f0f0f0f0f0f0 f¯ı e¯ı d¯ı c¯ı b¯ı a¯ı 9¯ı 8¯ı 0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I T ⊕: S R = MB ◦ RB ◦ SB ◦ AC I 2 / 14 Destroys byte-alignment & MDS PROPERTY BrANCH NUMBER OF T + REDUCED FROM 9 TO ≤ 6: MB AC > MB > AC > X1:(00 00 00 00 00 00 00 00) 7−−!(00 00 00 00 00 00 00 00) 7−!(F3 F0 F0 F0 F0 F0 F0 70); > MB > AC > X2:(00 00 00 00 00 00 00 FF) 7−−!(DB C7 38 AB FF 24 FF FF) 7−!(CE B8 29 9C F0 15 F0 70); > MB > AC > ∆:(00 00 00 00 00 00 00FF ) 7−−!(DB C7 38 AB FF 24 FF FF) 7−!(3D 48 D9 6C 00 E5 00 00): www.iaik.tugraz.at Modular Constant Addition Prevent SAME TRAILS FOR T +, T ⊕ Grøstl INSTEAD HAS
    [Show full text]
  • Performance Analysis of Cryptographic Hash Functions Suitable for Use in Blockchain
    I. J. Computer Network and Information Security, 2021, 2, 1-15 Published Online April 2021 in MECS (http://www.mecs-press.org/) DOI: 10.5815/ijcnis.2021.02.01 Performance Analysis of Cryptographic Hash Functions Suitable for Use in Blockchain Alexandr Kuznetsov1 , Inna Oleshko2, Vladyslav Tymchenko3, Konstantin Lisitsky4, Mariia Rodinko5 and Andrii Kolhatin6 1,3,4,5,6 V. N. Karazin Kharkiv National University, Svobody sq., 4, Kharkiv, 61022, Ukraine E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] 2 Kharkiv National University of Radio Electronics, Nauky Ave. 14, Kharkiv, 61166, Ukraine E-mail: [email protected] Received: 30 June 2020; Accepted: 21 October 2020; Published: 08 April 2021 Abstract: A blockchain, or in other words a chain of transaction blocks, is a distributed database that maintains an ordered chain of blocks that reliably connect the information contained in them. Copies of chain blocks are usually stored on multiple computers and synchronized in accordance with the rules of building a chain of blocks, which provides secure and change-resistant storage of information. To build linked lists of blocks hashing is used. Hashing is a special cryptographic primitive that provides one-way, resistance to collisions and search for prototypes computation of hash value (hash or message digest). In this paper a comparative analysis of the performance of hashing algorithms that can be used in modern decentralized blockchain networks are conducted. Specifically, the hash performance on different desktop systems, the number of cycles per byte (Cycles/byte), the amount of hashed message per second (MB/s) and the hash rate (KHash/s) are investigated.
    [Show full text]
  • Cryptanalysis of the Round-Reduced Kupyna Hash Function
    Cryptanalysis of the Round-Reduced Kupyna Hash Function Jian Zou1;2, Le Dong3 1Mathematics and Computer Science of Fuzhou University, Fuzhou, China, 350108 2Key Lab of Information Security of Network Systems (Fuzhou University), Fuzhou, China, China, 350108 3 College of Mathematics and Information Science, Henan Normal University, Xinxiang, China, 453007 [email protected], [email protected] Abstract. The Kupyna hash function was selected as the new Ukrainian standard DSTU 7564:2014 in 2015. It is designed to replace the old In- dependent States (CIS) standard GOST 34.311-95. The Kupyna hash function is an AES-based primitive, which uses Merkle-Damg˚ardcom- pression function based on Even-Mansour design. In this paper, we show the first cryptanalytic attacks on the round-reduced Kupyna hash func- tion. Using the rebound attack, we present a collision attack on 5-round of the Kupyna-256 hash function. The complexity of this collision at- tack is (2120; 264) (in time and memory). Furthermore, we use guess-and- determine MitM attack to construct pseudo-preimage attacks on 6-round Kupyna-256 and Kupyna-512 hash function, respectively. The complex- ity of these preimage attacks are (2250:33; 2250:33) and (2498:33; 2498:33) (in time and memory), respectively. Key words: Kupyna, preimage attack, collision attack, rebound attack, meet-in-the-middle, guess-and-determine 1 Introduction Cryptographic hash functions are playing important roles in the modern cryp- tography. They have many important applications, such as authentication and digital signatures. In general, hash function must satisfy three security require- ments: preimage resistance, second preimage resistance and collision resistance.
    [Show full text]
  • Embeddability Is One of the Most Important Properties for Dedicate Interconnection Networks
    JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND ENGINEERING XX, XXX-XXX (201X) Cryptanalysis of the Round-Reduced Kupyna 1,2 3 JIAN ZOU , LE DONG 1Mathematics and Computer Science of Fuzhou University, Fuzhou, China, 350108 2Key Lab of Information Security of Network Systems (Fuzhou University), Fuzhou, China, 350108 3 Henan Engineering Laboratory for Big Data Statistical Analysis and Optimal Control, Henan Normal University, Xinxiang, China, 453007 E-mail: {[email protected], [email protected]} Kupyna was approved as the new Ukrainian hash standard in 2015. In this paper, we show several pseudo-preimage attacks and collision attacks on Kupyna. Due to the wide-pipe design, it is hard to construct pseudo-preimage attacks on Kupyna. Combining the meet-in-the-middle attack with the guess-and-determine technique, we propose some pseudo-preimage attacks on the compression function for 5-round Kupyna-256 and 7-round Kupyna-512. The complexities of these two pseudo-preimage attacks are 2229.5 (for 5-round Kupyna-256) and 2499 (for 7-round Kupyna-512) respectively. Regarding the collision attack, we can not only construct a collision attack on the 7-round Kupyna-512 compression function with a complexity of 2159.3, but also construct a colli- sion attack on the 5-round Kupyna-512 hash function with a complexity of 2240. Key words: Kupyna, pseudo-preimage, collision, rebound attack, meet-in-the-middle. 1 INTRODUCTION Cryptographic hash functions are playing important roles in the modern cryptography. In general, hash function must satisfy three security requirements: preimage resistance, second preimage resistance and collision resistance. Regarding the preimage attack, the meet-in-the-middle (MitM) attack proposed by Aoki and Sasaki [1] was a generic method to construct preimage attacks against hash function.
    [Show full text]
  • 008/511.Pdf 5
    УДК 004.056.5 DOI:10.30837/rt.2019.3.198.06 О.О. КУЗНЕЦОВ, д-р техн. наук, В.А. ТИМЧЕНКО, К.Є. ЛИСИЦЬКИЙ, М.Ю. РОДІНКО, М.С. ЛУЦЕНКО, К.Ю. ШЕХАНІН, А.О. КОЛГАТІН ДОСЛІДЖЕННЯ ШВИДКОДІЇ ТА СТАТИСТИЧНОЇ БЕЗПЕКИ АЛГОРИТМІВ КРИПТОГРАФІЧНОГО ҐЕШУВАННЯ Вступ Cтаття є продовженням попередніх робіт «Алгоритми криптографічного ґешування, які застосовуються в сучасних блокчейн-системах» та «Дослідження алгоритмів криптографіч- ного ґешування, які застосовуються в сучасних блокчейн-системах». В цій роботі проводяться порівняльні дослідження алгоритмів криптографічного ґешу- вання, які застосовуються (або можуть застосовуватися) в сучасних децентралізованих блок- чейн-системах. Зокрема досліджується швидкодія ґешування на різних десктопних системах, оцінюється кількість тактів обчислювальної системи на один байт (Cycles/byte), обсяг ґешо- ваного повідомлення за одну секунду (MB/s) та кількість сформованих ґеш-кодів за секунду (KHash/s). Додатково проводяться дослідження швидкодії окремих криптографічних функцій ґешування на графічних обчислювачах. Для оцінки статистичної безпеки проводяться дослі- дження вихідних послідовностей криптографічних функцій ґешування при обробці ними надмірних вхідних даних (які сформовано за допомогою звичайного лічильника). Для порів- няльних досліджень показників статистичної безпеки використовується методика NIST STS (Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications), яку рекомендовано Національним інститутом стандартів і технологій США для дослідження генераторів випадкових
    [Show full text]
  • Computer Science and Cybersecurity (Cs&Cs
    ISSN XXXX-XXXX CS&CS, Issue 1(5) 2017 UDC 004 056 55 PROPOSALS OF COMPARATIVE ANALYSIS AND DECISION MAKING DURING THE COMPETITION REGARDING THE CERTAIN BENEFITS OF ASYMMETRIC POST QUANTUM CRYPTOGRAPHIC PRIMITIVES I. Gorbenko, Yu. Gorbenko, M. Yesina, V. Ponomar V.N. Karazin Kharkiv National University, Svobody sq., 4, Kharkov, 61022, Ukraine [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected] Reviewer: Roman Olіynikov, Dr., Full Professor, V.N. Karazin Kharkiv National University, Svobody sq., 4, Kharkov, 61022, Ukraine [email protected] Received on February 2017 Abstract. The paper considers proposals on the implementation of cryptographic primitives comparative analysis and substantiation, development and experimental confirmation of methodical bases application possibilities of sys- tem unconditional and conditional criteria selection and application, and methods and technique of comparative analysis and making the decision on asymmetric post quantum cryptographic primitives type directional encryption, and keys encapsulation and electronic signatures mechanisms. Some criteria and indicators that can be used for comparative analysis of properties of the candidates for the post quantum cryptographic primitives are presented. Comparative analysis of the existing mechanisms of perspective electronic signatures in accordance with ISO/IEC 14888-3:2016 standard and some cryptographic primitives that are considered possible to use in the post quantum period is carried out. The results of the cryptographic primitives conducted estimation are presented. Conclusions and recommendations on the use of certain cryptographic primitives estimation methods are made. Keywords: electronic signature mechanisms analysis, weight indices, electronic signature, electronic signature esti- mation criterion, electronic signature comparison analysis methods. 1 Introduction In 2016 there were the series of important events, that have significantly affected to the intensive development of post quantum cryptography.
    [Show full text]
  • Statistical Testing of Blockchain Hash Algorithms
    Statistical Testing of Blockchain Hash Algorithms Alexandr Kuznetsov 1 [0000-0003-2331-6326], Maria Lutsenko 1 [0000-0003-2075-5796], Kateryna Kuznetsova 1 [0000-0002-5605-9293], Olena Martyniuk 2 [0000-0002-0377-7881], Vitalina Babenko 1 [0000-0002-4816-4579] and Iryna Perevozova 3[0000-0002-3878-802X] 1 V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, Ukraine [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] 2 International Humanitarian University, Odessa, Ukraine, [email protected] 3 Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine, [email protected] Abstract. Various methods are used for statistical testing of cryptographic algo- rithms, for example, NIST STS (A Statistical Test Suite for the Validation of Random Number Generators and Pseudo Random Number Generators for Cryptographic Applications) and DIEHARD (Diehard Battery of Tests of Ran- domness). Tests consists of verification the hypothesis of randomness for se- quences generated at the output of a cryptographic algorithm (for example, a keys generator, encryption algorithms, a hash function, etc.). In this paper, we use the NIST STS technique and study the statistical properties of the most common hashing functions that are used or can be used in modern blockchain networks. In particular, hashing algorithms are considered which specified in national and international standards, as well as little-known hash functions that were developed for limited use in specific applications. Thus, in this paper, we consider the most common hash functions used in more than 90% of blockchain networks. The research results are given as average by testing data of 100 se- quences of 108 bytes long, which means that is, the size of the statistical sample for each algorithm was 1010 bytes.
    [Show full text]
  • View the Index
    INDEX OF TERMS 2013, 2 Axolotl, 11 65537, 2 Backdoor, 11 A5/0, 2 Backtracking resistance, 11 A5/1, 2 Backward secrecy, 11 A5/2, 3 Base64, 12 A5/3, 3 BassOmatic, 12 A5/4, 3 BB84, 12 Adaptive attack, 3 bcrypt, 12 AEAD (authenticated encryption Biclique cryptanalysis, 13 with associated data) , 3 BIKE (Bit Flipping Key AES (Advanced Encryption Encapsulation), 13 Standard), 4 BIP (Bitcoin improvement AES-CCM, 4 proposal), 13 AES-GCM, 5 Bit Gold, 14 AES-GCM-SIV, 5 Bitcoin, 14 AES-NI, 5 Black, 14 AES-SIV, 6 BLAKE, 14 AIM (Advanced INFOSEC Machine), 6 BLAKE2, 14 AKA, 6 BLAKE3, 14 AKS (Agrawal–Kayal–Saxena), 7 Bleichenbacher attack, 15 Algebraic cryptanalysis, 7 Blind signature, 15 Alice, 7 Block cipher, 16 All-or-nothing transform (AONT), 7 Blockchain, 16 Anonymous signature, 8 Blockcipher, 17 Applied Cryptography, 8 Blowfish, 17 Applied cryptography, 8 BLS (Boneh-Lynn-Shacham) ARC4, 8 signature, 17 Argon2, 8 Bob, 18 ARX (Add-Rotate-XOR), 9 Boolean function, 18 ASIACRYPT, 9 Boomerang attack, 18 Asymmetric cryptography, 9 BQP (bounded-error quantum Attack, 9 polynomial time), 19 Attribute-based encryption (ABE), 10 Braid group cryptography, 19 Authenticated cipher, 11 Brainpool curves, 19 Break-in recovery, 20 Cryptologia, 29 Broadcast encryption, 20 Cryptology, 29 Brute-force attack, 20 Cryptonomicon, 29 Bulletproof, 20 Cryptorchidism, 30 Byzantine fault tolerance, 21 Cryptovirology, 30 CAESAR, 21 CRYPTREC, 30 Caesar’s cipher, 22 CSIDH (Commutative Supersingular CAVP (Cryptographic Algorithm Isogeny Diffie–Hellman), 30 Validation Program), 22
    [Show full text]
  • A New Encryption Standard of Ukraine: the Kalyna Block Cipher (DSTU 7624:2014)
    A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher (DSTU 7624:2014) Roman Oliynykov, Ivan Gorbenko, Oleksandr Kazymyrov, Victor Ruzhentsev, Yurii Gorbenko and Viktor Dolgov JSC Institute of Information Technologies, State Service of Special Communication and Information Protection of Ukraine, V.N.Karazin Kharkiv National University Kharkiv National University of Radio Electronics Ukraine November 24th, 2015 NISK 2015 Alesund,˚ Norway R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher 1 / 23 R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher 2 / 23 My path: 2009-2015 R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher 3 / 23 Outline Second generation of block ciphers in the post-Soviet states The new Ukrainian block cipher Kalyna Performance comparison with other ciphers Other sections of the Ukrainian national standard DSTU 7624:2014 Conclusions R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher 4 / 23 The block cipher GOST 28147-89 Advantages a well known and researched cipher, adopted as the national standard in 1990 acceptable encryption speed appropriate for lightweight cryptography "good" S-boxes provide practical strength Disadvantages theoretically broken huge classes of weak keys special S-boxes allow practical ciphertext-only attacks significantly slower performance in comparison to modern block ciphers like AES R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Encryption Standard of Ukraine: The Kalyna Block Cipher 5 / 23 Replacements for GOST 28147-89 in Belarus Belarus: STB 34.101.31-2011 the block length is 128 bits; the key length is 128, 192 or 256 bits 8-round Feistel network with a Lai-Massey scheme a single byte S-box with good cryptographic properties no key schedule like in GOST no cryptanalytical attacks better than exhaustive search are known faster than GOST, but slower than AES R.
    [Show full text]
  • The Kupyna Hash Function (DSTU 7564:2014)
    A New Standard of Ukraine: The Kupyna Hash Function (DSTU 7564:2014) Roman Oliynykov, Ivan Gorbenko, Oleksandr Kazymyrov, Victor Ruzhentsev, Oleksandr Kuznetsov, Yurii Gorbenko, Artem Boiko, Oleksandr Dyrda, Viktor Dolgov and Andrii Pushkaryov JSC Institute of Information Technologies, State Service of Special Communication and Information Protection of Ukraine, V.N.Karazin Kharkiv National University Kharkiv National University of Radio Electronics Ukraine November 24th, 2015 NISK 2015 R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. Alesund,˚ A New Norway Standard of Ukraine: The Kupyna Hash Function 1 / 20 Outline Retrospective The new Ukrainian hash function Kupyna Performance comparison with other ciphers Conclusions R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Standard of Ukraine: The Kupyna Hash Function 2 / 20 Retrospective theoretical attacks on the previous hash standard GOST 34.311:2009 (GOST 34.311-95) its computational inefficiency in modern platforms 256-bit length of a hash value is insufficient for some applications replacement in the other post-Soviet states the Belarusian standard STB 34.101.31-2011 defines a hash function GOST R 34.11-2012 ("Streebog") is the new hash function in Russia R. Oliynykov, I. Gorbenko, O. Kazymyrov, et al. A New Standard of Ukraine: The Kupyna Hash Function 3 / 20 Theoretical weaknesses of GOST 34.311:2009 Complexities of cryptanalytic attacks less than brute-force: pre-image attacks 2192 a collision attack 2105 Cryptanalytic attacks are theoretical memory complexity is 275 R. Oliynykov,
    [Show full text]
  • H0= IV H= Ω( Ht) (1.2)
    UDC 004 056 55 O.Kachko, Ph.D., D.Televnyi THE KUPYNA HASH FUNCTION CRYPTANALYSIS WITH MERKLE TRESS SIGNATURE SCHEMES Introduction In the modern world, digital signatures (DSAs) have become a crucial element in any cryptographic system. Their usage is not limited only by enterprise or banking systems. The application happens to be huger than thought. The «MUST HAVE» feature of every modern CRM or ERP system. The most widely used systems are based on the asymmetric pair cryptography. With the development of quantum computing a new problem appears for existing signatures. Some are based on the asymmetric transformation, mostly in GF or EC. Thus, quantum algorithms can solve Discrete logarithm tasks or factorization in seemingly short time and memory which makes existing schemes vulnerable. To gain enough strength either a key size must be increased, or a signature run timing, that would result to insufficiency of the signatures. Since late 70’s other schemes were developed. One of them is hash-based signatures. But the machine capabilities did not allow to use them rather than RSA or DSAs. Modern hardware lacks such problems, as well as new algorithms were developed. The signature schemes can be divided into OTS (Lamport, Winternitz, etc.) and FTS (Merkle trees, etc.). Since the large scaling of systems, the later are more preferred. The main goal of this paper is to analyze the security of Merkle Tree Signature Schemes and the national standard application to it. 1. The Kupyna hash function Ukraine had used the GOST 34.311-95 [1] has function before it was replaced in 2015 by DSTU 7564:2014 [2].
    [Show full text]