Alpha-DBL: A Reasonable High Secure Double-Block-Length Hash Function

13:00 | 18/05/2021 | GP MẬT MÃ

CSKH-02.2020. Abstract—We propose a new double-blocklength compression function which is called Alpha-DBL. This scheme uses two parallel secure single block length schemes based on a block cipher with 𝟐𝒏-bit key and 𝒏-bit block size to compress a 𝟑𝒏-bit string to a 𝟐𝒏-bit one. We show that the Alpha-DBL scheme attains nearly optimal collision security and preimage security bounds (up to 𝟐^𝒏 and 𝟐^𝟐𝒏 queries for finding a collision and a preimage, respectively). More precisely, for 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖, no adversary making less than 𝟐^𝒏−𝟏.𝟐𝟕 = 𝟐^𝟏𝟐𝟔.𝟕𝟑 queries can find a collision with probability greater than 1/2. To our knowledge, this collision security bound is nearly better than other such compression functions. In addition, we provide a preimage security analysis of Alpha-DBL that shows security bound of 𝟐^𝟐𝒏−𝟓 = 𝟐 𝟐𝟓𝟏 queries for 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖. Using this scheme in the iterated hash function construction can preserve the collision resistance security and the preimage resistance security.

Tóm tắt - Chúng tôi đề xuất một hàm nén độ dài khối kép mới được gọi là Alpha-DBL. Lược đồ này sử dụng hai lược đồ độ dài khối đơn an toàn song song dựa trên mã khối với khóa 𝟐𝒏-bit và kích thước khối 𝒏-bit để nén chuỗi 𝟑𝒏-bit thành chuỗi 𝟐𝒏-bit. Chúng tôi đã chứng minh rằng, lược đồ Alpha-DBL đạt được cận an toàn kháng va chạm và kháng tiền ảnh gần như tối ưu (tối đa 𝟐^𝒏 và 𝟐^𝟐𝒏 truy vấn tương ứng để tìm va chạm và tiền ảnh). Cụ thể với 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖, một kẻ tấn công bất kỳ thực hiện ít hơn 𝟐^{𝒏−𝟏.𝟐𝟕} = 𝟐^{𝟏𝟐𝟔.𝟕𝟑} truy vấn chỉ có thể tìm thấy một va chạm với xác suất nhỏ hơn 1/2. Theo hiểu biết của chúng tôi, cận an toàn kháng va chạm này tốt hơn so với các hàm nén khác. Ngoài ra, chúng tôi đã đưa ra phân tích độ an toàn kháng tiền ảnh của Alpha-DBL cho thấy cận an toàn là 𝟐^{𝟐𝒏−𝟓} = 𝟐^𝟐𝟓𝟏 truy vấn cho 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖. Sử dụng lược đồ này trong việc xây dựng hàm băm được lặp có thể bảo toàn độ an toàn kháng va chạm và an toàn kháng tiền ảnh.

References

Lai, X. and Massey, J.L. “Hash functions based on block ciphers”. Workshop on the Theory and Application of Cryptographic Techniques. Springer, Berlin, Heidelberg, 1992.
Hirose, S. “Some plausible constructions of double-block-length hash functions”. International Workshop on Fast Software Encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2006.
Stam, M. “Blockcipher-based hashing revisited”. Fast Software Encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
Hirose, S. “Provably secure double-block-length hash functions in a black-box model. International Conference on Information Security and Cryptology. Springer, Berlin, Heidelberg, 2004.
Özen, O. and Stam, M. “Another glance at double-length hashing”. IMA International Conference on Cryptography and Coding. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
Fleischmann, Ewan, et al. “Weimar-DM: a highly secure double-length compression function”. Australasian Conference on Information Security and Privacy. Springer, Berlin, Heidelberg, 2012.
Miyaji, A. and Rashed, M. “A new (n, 2n) double block length hash function based on single key scheduling”. The 29th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA), IEEE, 2015.
Fleischmann, E., Gorski, M., and Lucks, S. “Security of cyclic double block length hash functions”. IMA International Conference on Cryptography and Coding. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
Armknecht, F., et al. “The preimage security of double-block-length compression functions”. International Conference on the Theory and Application of Cryptology and Information Security. Springer, Berlin, Heidelberg, 2011.
Lee, J., Stam, M., and Steinberger, J. “The security of Tandem-DM in the ideal cipher model”. Journal of Cryptology, 2017. 30(2): p. 495-518
Mennink, B., “Provable security of cryptographic hash functions”. University of Bristol, UK, 2013.
Rogaway, P., Shrimpton, T. “Cryptographic hash-function basics: Definitions, implications, and separations for preimage resistance, second-preimage resistance, and collision resistance”. In International workshop on fast software encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2004.

Thông tin trích dẫn: Hoang Dinh Linh, Tran Hong Thai, “Alpha-DBL: A Reasonable High Secure Double-Block-Length Hash Function”, Journal of Science and Technology on Information Security, ISSN 2615-9570, Vol. 12, No. 02, 2020, pp. 11-17.

Hoang Dinh Linh, Tran Hong Thai

‹ › ×

Tin liên quan

Classification of Sequences Generated by Compression and Encryption Algorithms

09:00 | 28/05/2020

CSKH02.2019 - (Abstract) - The paper considers the possibility of using the method of testing the properties of bit sequences as one of the possible approaches to solving the problem of classifying pseudo-random sequences and the sequences formed by encryption and compression algorithms. The results of the analysis led to the conclusion that the proposed feature space could be used to identify ZIP, RAR compression algorithms, and AES, 3DES encryption algorithms with an accuracy of more than 0.95.

An algorithm for evaluating the linear redundancy and the factor of inertial groups of S-box

17:00 | 27/05/2019

CSKH.01.2018 - (Abstract)— This paper presents an algorithm for evaluating the linear redundancy and the factor of inertial groups with small computational complexity. Specifically, the article introduces the concept of the factor of inertial groups, the relationship between the factor of inertial groups and the linear redundancy of S-box. Thus, it is recommended to use S-boxes that do not possess linear redundancy and have the factor of inertial groups equal to 1 to have better cryptographic properties, and also provide an algorithm for searching such large size S-boxes.

Using search algorithm of affine equivalent S-boxes set for their quality assessment

08:00 | 23/09/2016

CSKH-01.2016 - (Tóm tắt) - Bài viết này tập trung vào các vấn đề đánh giá chất lượng của các S-hộp bằng cách đánh giá độ phức tạp tìm kiếm của tập các S-hộp tương đương affine với một S-hộp đã biết. Các S-hộp tuyến tính với các hàm thành phần tuyến tính và các hàm liên quan đến nó là có tính chất mật mã yếu. Các S-hộp tốt là các S-hộp có các hàm Bool thành phần phải có khoảng cách lớn so với tập các hàm Bool tuyến tính. Do vậy các S-hộp sở hữu độ phi tuyến cực đại là cần được lưu ý về số lượng nhiều (hay ít) các S-hộp mà tương đương affine với nó.

Tin cùng chuyên mục

Về một phương pháp tấn công kênh kề lên mã khối Kalyna

14:00 | 04/03/2024

Ngày nay, tất cả các lĩnh vực trong đời sống xã hội đều có xu hướng tích hợp và tự động hóa, trong đó các giao dịch số là yêu cầu bắt buộc. Do vậy, các tấn công lên thiết bị phần cứng, đặc biệt là các thiết bị bảo mật có thể kéo theo những tổn thất to lớn như: lộ thông tin cá nhân, bị truy cập trái phép hoặc đánh cắp tài khoản ngân hàng,… So với các loại tấn công khác, tấn công kênh kề hiện đang có nhiều khả năng vượt trội. Trong bài báo này, nhóm tác giả sẽ trình bày sơ lược về kết quả thực hành tấn công kênh kề lên mã khối Kalyna trên hệ thống Analyzr của Viện Khoa học - Công nghệ mật mã. Nhóm tác giả đã tấn công thành công và khôi phục đúng 15 byte khóa trên tổng số 16 byte khóa của thuật toán Kalyna cài đặt trên bo mạch Nucleo 64.

Một số khuyến nghị về độ an toàn của hệ mật RSA (Phần I)

10:00 | 02/01/2024

Trong hệ mật RSA, mô hình hệ mật, cấu trúc thuật toán của các nguyên thủy mật mã là công khai. Tuy nhiên, việc lựa chọn và sử dụng các tham số cho hệ mật này sao cho an toàn và hiệu quả là một vấn đề đã và đang được nhiều tổ chức quan tâm nghiên cứu. Trong bài viết này, nhóm tác giả đã tổng hợp một số khuyến nghị cho mức an toàn đối với độ dài khóa RSA được Lenstra, Verheul và ECRYPT đề xuất.

Học sâu và ứng dụng phương pháp học sâu có đảm bảo tính riêng tư?

17:00 | 18/12/2023

Ngày nay, Trí tuệ nhân tạo (AI) hiện diện trong mọi lĩnh vực của đời sống con người, từ kinh tế, giáo dục, y khoa cho đến những công việc nhà, giải trí hay thậm chí là trong quân sự. Học máy là một ứng dụng của trí tuệ nhân tạo cung cấp cho các hệ thống khả năng tự động học hỏi và cải thiện từ kinh nghiệm mà không cần lập trình rõ ràng. Học máy tập trung vào việc phát triển các chương trình máy tính có thể truy cập dữ liệu và sử dụng nó để tự học. Do đó, vấn đề đảm bảo tính riêng tư trong ứng dụng phương pháp học sâu đang là một vấn đề được quan tâm hiện nay.

Cách nhận biết và ngăn chặn thư rác

10:00 | 15/09/2023

Thư rác hay email spam là một vấn nạn lớn hiện nay, chúng đã xuất hiện từ rất lâu cùng với sự phát triển của Internet và không chỉ gây phiền nhiễu, tốn thời gian mà còn có thể chứa một số nội dung nguy hiểm. Ước tính có tới 94% phần mềm độc hại được phân phối dưới dạng email spam, một số nguy cơ tiềm ẩn khác bao gồm phần mềm gián điệp, lừa đảo và mã độc tống tiền. Trong bài viết này sẽ thông tin đến bạn đọc cách nhận biết thư rác và ngăn chặn thư rác không mong muốn.

Tin được quan tâm

Rò rỉ kênh kề trên điện thoại thông minh khi thực hiện mã hóa RSA

14:00 | 11/09/2024|Công nghệ PKI
Giải pháp di động hóa ứng dụng sử dụng trong mạng chuyên dùng có yếu tố bảo mật

11:00 | 03/09/2024|GP ATM

Kỹ thuật DNS Tunneling

08:00 | 26/08/2024|GP ATM
Top 5 dịch vụ lưu trữ email tốt nhất năm 2024

10:00 | 19/08/2024|Tin tức sản phẩm

Giải pháp khác

INFOGRAPHIC: Khám phá mô hình bảo mật Zero Trust

Triết lý an ninh mạng Zero Trust đặt ra nguyên tắc không có bất kỳ người dùng nào trong hoặc ngoài hệ thống mạng đủ tin tưởng mà không cần thông qua sự kiểm tra chặt chẽ về danh tính. Để triển khai Zero Trust hiệu quả, cần áp dụng các giải pháp công nghệ mạnh mẽ. Bài báo này sẽ trình bày những vấn đề cơ bản về Zero Trust.

10:00 | 25/10/2024
5G - Chìa khóa đi tới Công nghiệp 4.0
Ransomware: Phòng ngừa và giảm thiểu (Phần I)
Tấn công phân tích RAM và các biện pháp bảo vệ dữ liệu