Defesa de Tese de Doutorado de Gabriel Cardoso de Carvalho, em 28/08/2024, às 15:00 horas, na sala 310 do Instituto de Computação e por videoconferência
Link para defesa: meet.google.com/frm-hbpj-ihy
Criptoanálise Biclique com Conjuntos Geradores de Chave: Formalização e Aplicação a Cifras SPN
Resumo:
A criptografia simétrica é um dos principais meios de se garantir a segurança de informações nos mais variados contextos digitais. Em particular é muita utilizada para garantir a confidencialidade e integridade de dados, através da transformação (chamada encriptação) da informação original (texto claro) em uma nova informação “embaralhada” (texto cifrado) através de um algoritmo (criptossistema) que depende de uma chave, tal que apenas as entidades que possuem a chave conseguem recuperar o texto claro através do texto cifrado. Um dos principais tipos de criptografia simétrica é a cifra de bloco, onde a informação é particionada em partes de mesmo tamanho (blocos) e cada parte é encriptada individualmente. A criptoanálise é a tentativa de encontrar falhas de design em criptossistemas. Ser capaz de encontrar a chave utilizada por um criptossistema para encriptar uma informação é uma das principais formas de criptoanálise. A criptoanálise biclique é uma dessas técnicas, aplicável a qualquer tipo de cifra de bloco SPN, isto é, que dependa apenas de transformações lineares e substituições de parte do bloco através de uma tabela (S-box). Esta tese tem alguns objetivos: avançar no estudo teórico da criptoanálise biclique sobre cifras SPN através da formalização de conceitos abstratos; apresentar o novo conceito chamado conjunto gerador da chave (CGC), utilizado na criação de uma nova variação para o ataque biclique; descrever a ferramenta BicliqueFinder, produzida ao longo do doutorado, capaz de encontrar e testar independência entre bicliques e apresentar de ataques contra as cifras Serpent, Rijndael (AES) e FUTURE, utilizando os CGCs e a ferramenta BicliqueFinder.
Abstract:
Symmetric cryptography is one of the leading methods of ensuring information security in various digital contexts. In particular, it is widely used to guarantee the confidentiality and integrity of data by transforming (encryption) the original information (plaintext) into a new “scrambled” information (ciphertext) through an algorithm (cryptosystem) that depends on a key, such that only entities that possess the key can recover the plaintext from the ciphertext. One of the main types of symmetric cryptography is block cipher, where the information is partitioned into equal-sized blocks and each block is individually encrypted. Cryptanalysis is the attempt to find design flaws in cryptosystems. Being able to find the key used by a cryptosystem to encrypt information is one of the primary modes of cryptanalysis. Biclique cryptanalysis is one of these techniques, applicable to any type of SPN block cipher, that is, those that rely only on linear transformations and substitutions of part of the block through a table (S-box). This thesis has several objectives: to advance the theoretical study of biclique cryptanalysis on SPN ciphers through the formalization of abstract concepts; to present the new concept called key generating set (KGS), used in the creation of a new variation for the biclique attack; to describe the tool BicliqueFinder, produced throughout the doctorate course, capable of finding and testing the independence of bicliques; and to present attacks against the Serpent, Rijndael (AES), and FUTURE ciphers using KGSs and the BicliqueFinder tool.
Banca examinadora:
Prof. Luis Antonio Brasil Kowada, UFF – Presidente
Prof. Raphael Carlos Santos Machado, UFF
Prof. Igor Machado Coelho, UFF
Prof. Ricardo Dahab, UNICAMP
Prof. Marcos Antonio Simplicio Junior, USP
Dr. Murilo Coutinho Silva, NUBANK