Συμμετρικά Κρυπτοσυστήματα

Abstract

Κρυπτοσυστήματα ροής (stream ciphers). <br/>Γεννήτριες ψευδοτυχαίων αριθμών, ψευδοτυχαίες συναρτήσεις, εξαγωγείς τυχαιότητας. Γεννήτρια ψευδοτυχαίων BBS (Blum-Blum-Shub). Καταχωρητές ολίσθησης γραμμικής ανάδρασης. Περίοδος κλειδιού. Γραμμική και μη γραμμική πολυπλοκότητα. Ο αλγόριθμος Berlekamp-Massey.<br/><br/>Κρυπτοσυστήματα τμήματος (block ciphers). <br/>Δίκτυα Feistel: αποκρυπτογράφηση με αντιστροφή κλειδιών.<br/>Το κρυπτοσύστημα DES: ο ρόλος των S-boxes. Σύγχυση και διάχυση. Κριτήρια σχεδιασμού.Το πρόγραμμα παραγωγής κλειδιών. Επίθεση ενδιάμεσου (man-in-the-middle attack). Ενίσχυση ασφάλειας: 3-DES, DES-X. Διαφορική κρυπτανάλυση. Γραμμική κρυπτανάλυση.<br/>Το κρυπτοσύστημα AES. Οι βασικές διαδικασίες. Τα S-boxes του AES: διαδικασία SubBytes.<br/>Τρόποι λειτουργίας κρυπτοσυστημάτων τμήματος: ECB, CBC, CFB, OFB, CTR. Επίδραση λαθών μετάδοσης, self-recovery. Χρήση CBC και CFB σε κώδικες ελέγχου γνησιότητας (MACs). <br/>Κρυπτοσύστημα ροής από κρυπτοσύστημα τμήματος: παραγωγή κλειδοροής από CFB/OFB/CTR.

Stream ciphers. Pseudorandom number generators, pseudorandom functions, randomness extractors. BBS (Blum-Blum-Shub) pseudorandom generator. Linear feedback shift registers. Key period. Linear and nonlinear complexity. The Berlekamp-Massey algorithm. Block ciphers. Feistel networks: decryption with key inversion. The DES cryptosystem: the role of S-boxes. Confusion and diffusion. Design criteria. Key scheduling program. Man-in-the-middle attack. Security enhancement: 3-DES, DES-X. Differential cryptanalysis. Linear cryptanalysis. The AES cryptosystem. The basic procedures. AES S-boxes: SubBytes process. Modes of operation for block ciphers: ECB, CBC, CFB, OFB, CTR. Transmission error effects, self-recovery. Use of CBC and CFB in Message Authentication Codes (MACs). Stream cipher from a block cipher: keystream generation from CFB/OFB/CTR.