Ukrainian Journal of Information Technology

Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/56854

Browse

Now showing 1 - 2 of 2

Synthesis method for S-boxes based on galois field transform matrices
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Бакуніна, О. В.; Баландіна, Н. М.; Соколов, А. В.; Bakunina, O. V.; Balandina, N. M.; Sokolov, A. V.; Національний університет “Одеська юридична академія”; Національний університет “Одеська політехніка”; National University “Odesa Law Academy”; Odesa Polytechnic National University
Криптографічні методи сьогодні є найважливішим інструментом для побудови систем захисту інформації. У той же час для вирішення проблеми шифрування великих обсягів інформації, в основному перевага віддається блоковим або потоковим симетричним шифрам через їх ефективність і доведену криптографічну стійкість, у тому числі проти атак перспективного квантового криптоаналізу. Ефективність сучасних симетричних шифрів значною мірою залежить від застосованих у їх конструкції криптографічних S-блоків, якість яких багато в чому визначає степінь реалізації концепцій дифузії та конфузії криптоалгоритмом, тоді як наявність великих наборів криптографічно високоякісних S-блоків також важлива, з точки зору їх застосування в якості довгострокового ключа. Сьогодні добре відома конструкція Ніберг, яка широко застосовується в шифрах, включаючи поширений блоковий симетричний шифр AES. Ця конструкція дозволяє синтезувати високоякісні S-блоки, які гармонійно задовольняють основним критеріям криптографічної якості, однак множини S-блоків, синтезовані за допомогою цієї конструкції, невеликі, що робить завдання розробки нових методів синтезу великих множин криптографічно високоякісних S-блоків дуже актуальним. Водночас, як показують дослідження, конструкції розширених полів Галуа є перспективним вихідним матеріалом для вирішення цієї проблеми. У цій статті побудовано матриці GF-перетворення порядку N=256 для всіх ізоморфних представлень розширеного поля Галуа GF(256), які є аналогічними перетворенню Ріда-Маллера для випадку функцій багатозначної логіки. У рамках дослідження ідентифіковано інваріантні до ізоморфізму номери рядків матриць GF-перетворення, що дозволяють отримати біективні S-блоки, у тому числі такі, що відповідають основним критеріям криптографічної якості компонентних булевих функцій, таким як алгебраїчний степінь нелінійності, відстань нелінійності, критерій розповсюдження помилки та критерій мінімізації кореляції векторів виходу та входу S-блоку. При цьому потужність набору синтезованих S-блоків у ~23 рази перевищує потужність набору S-блоків конструкції Ніберг, що дозволяє використовувати їх в якості довгострокового ключа. Запропоновані S-блоки можуть стати основою для підвищення ефективності існуючих симетричних криптографічних алгоритмів, а також для розробки нових шифрів.
Розроблення біометричних методів ідентифікації на підставі фільтрації Ateb-Габором
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-10-10) Назаркевич, М. А.; Nazarkevych, M. A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Розроблено біометричні методи ідентифікації на підставі нових методів фільтрації. Встановлено, що системи біометричної ідентифікації потребують постійного вдосконалення, позаяк дуже часто працюють повільно і видають неточний результат. Для підвищення надійності розпізнавання біометричних зображень досліджено метод, який містить такі етапи: сегментацію, нормалізацію, оцінювання локальної орієнтації, локальне оцінювання, оцінювання частоти хребтів, реалізацію фільтра Габора, бінаризацію, потоншення. Запропоновано новий метод фільтрації, оснований на нових видах функцій – Ateb-функціях, які використовують поряд із фільтром Габора. Локальну орієнтацію обчислюють на підставі локальних градієнтів із застосуванням функції арктангенса. Процес нормалізації проводять для рівномірного перерозподілу значень інтенсивності зображення. Під час сегментації відбувається відокремлення ділянок переднього плану на зображенні від фонових ділянок. Розроблено новий метод вейвлет-перетворення фільтрації біометричних зображень на підставі Ateb-Габора. Фільтр Габора застосовують у лінійній фільтрації, він дає змогу покращити якість перетвореного зображення. Також використано операції симетрії та вейвлет-перетворення для зменшення кількості необхідних операцій множення та додавання. Метод ґрунтується на загальновідомому фільтрі Габора та дає змогу перебудовувати зображення із чіткішими контурами. Застосування цього методу до біометричних зображень доцільне, адже створення чітких контурів особливо актуальне. Під час фільтрації Габором відбувається реконструкція зображення у результаті множення гармонійної функції на функцію Гаусса. Ateb-функції є узагальненням елементарної тригонометрії, і, відповідно, функціональніші. Виявлено, що фільтрування Ateb-Gabor дає змогу змінювати інтенсивність всього зображення, а також інтенсивність у певних діапазонах, і завдяки цьому робити певні ділянки зображення контрастнішими. Фільтрація Ateb-функціями дає змогу змінювати зображення залежно від двох раціональних параметрів. Це дає можливість гнучкіше керувати фільтрацією та вибирати оптимальні варіанти. Під час виконання потоншення стирають пікселі переднього плану, доки не залишиться одного пікселя завширшки. Використовується стандартний алгоритм проріджування, або ж проріджування, які автори розробили в інших дослідженнях. Ця фільтрація забезпечить точніші характеристики, оскільки дає змогу отримати похиліші форми та забезпечити ширший діапазон кривих. Численні експериментальні дослідження свідчать про ефективність запропонованого методу.