AG Kommunikationstheorie

Thema:

Untersuchungen an SBoxen für kompakte Implementierungen in symmetrischen Chiffren.

Abstract:

Symmetrische Blockchiffren sind mit den Public-Key-Verfahren die wichtigsten Bausteine für sichere Kryptosysteme. Neben den im DES genutzten Feistel-Netzwerken bauen moderne Algorithmen auf Substitutions-Permutations-Netzwerken auf. Diese werden unter anderem vom Nachfolger des DES, dem Ende des Jahres 2001 standardisierten AES, genutzt. In Substitutions-Permutations-Netzwerken werden in mehreren Runden hintereinander abwechselnd Substitutionen und Permutationen ausgeführt. Die Substitutionen werden auch Substitutions-Boxen, oder kurz SBoxen, genannt. SBoxen sind Abbildungen, die eine binäre Eingabe durch eine binäre Ausgabe substituieren. Bei der Entschlüsselung in einem Substitutions-Permutations-Netzwerk werden die Runden rückwärts ausgeführt, so dass sich für die einzelnen Komponenten einer Runde die Anforderung ergibt, umkehrbar zu sein. SBoxen, die eine Umkehrabbildung besitzen, werden bijektive SBoxen genannt. Bijektive SBoxen spielen sowohl in Chiffren, die auf Substitutions-Permutations-Netzwerken basieren, als auch in Chiffren, die auf Feistel-Netzwerken basieren, aber auch in anderen Chiffren eine zentrale Rolle. Oft sind die SBoxen die einzigen Komponenten einer Chiffre, die nichtlinear sind, so dass die Sicherheit der Chiffre wesentlich von der Auswahl der SBoxen abhängt. Neben der Bijektivität und Anforderungen an die sicherheitsrelevanten Eigenschaften von SBoxen, ergibt sich die Anforderung an SBoxen, möglichst wenig Ressourcen zu verbrauchen. Die Untersuchung bijektiver SBoxen bzw. die Untersuchung von Konstruktionsmethoden für bijektive SBoxen ist das Ziel dieser Diplomarbeit.



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