İlgili veri içeren asıllanmış şifreleme algoritması colm'un kapsamlı kriptanalizi

İlişkilendirilmiş veri içeren asıllamalı şifreleme algoritmalarının (AEAD) esas görevi, bir şifreli bir mesajın etiketi doğrulanmadığı sürece mesajı gizli tutmaktır. AEAD algoritmalarının kriptanalizinde bu görevi geçersiz kılma amacı olan iki temel atak yöntemi mevcuttur. Bu ataklar açık metin ele geçirme atağı (şifre çözme kahininin benzeştirilmesi) ve etiket tahmini atağı (verilen bir şifreli mesajın etiketini üretmek). Bu atakların yanında AEAD algoritmalarına karşı çeşitli sahtecilik atakları da bulunmaktadır. Sahtecilik saldırılarında, saldırgan etiketiyle beraber geçerli şifreli metin üretmeye çalışır. Bu tez çalışmasında COLM algoritmasının bu üç atak türüne karşı direnci incelenmiştir. COLM, CAESAR yarışmasında katmanlı güvenlik kullanım senaryosuna seçilen AEAD algoritmalarından biridir. Katmanlı güvenlik kullanım senaryosu için seçilen şifreleme algoritmalarının sağlam güvenlik sağlamaları için çoklu güvenlik tabakaları içermeleri beklenir. Bu tezin temel motivasyonu, COLM'un gerçekten katmanlı güvenlik sağlayıp sağlamadığının incelenmesidir. Bu tez çalışmasıyla, COLM'un güvenlik seviyesinin gizli beyazlatma parametresi L<\i>'nin güvenlik seviyesinde olduğunu gösterdik. L<\i> bilindiğinde COLM'un AEAD algoritmalarına karşı yapılan hiçbir atağa karşı güvenli olmadığını sunduk. Bildiğimiz kadarıyla, EME/EMD (Şifrele-Doğrusal Karıştır-Şifrele/Şifre Çöz) yapıdaki bir AEAD inşasını rasgele şifreli mesajlar için şifre çözme yönünde sorgulayan atakların (sahtecilik ve etiket tahmini ataklarının) ilk örneklerini sunuyoruz. Bunun yanında, COLM'un SEBC/SDBC'ni (yapıtaşı blok şifreleme algoritmasının şifreleme/şifre çözme kahinlerinin benzetim modelleri) inşa ettik. Bu modeller asıllamaları bir EME yapısı için eş zamanlı olarak geliştirilen ilk modellerdir. SEBC/SDBC modellerinin birleşmesi evrensel sahtecilik, anahtar tahmini atağı ve açık metin ele geçirme atakları tertip etmek için güçlü bir araç olmaktadır. L<\i> çevrimdışı aşamada hesaplandıktan sonra bu atakların tamamının güvenlik seviyesi O(n)<\i> zaman karmaşıklığına düşmektedir. Açık metin ele geçirme ve etiket tahmini ataklarına karşı COLM'un güvenlik seviyesinin doğum günü atağıyla sınırlı olduğu anlaşılmaktadır. SEBC/SDBC'den faydalanmanın yanı sıra, COLM'un yapısındaki zayıflıkları kullanarak bir çift açık metin ele geçirme atağı ve evrensel sahtekarlık atağı tertip ettik. Son olarak, ataklarımızın önlenerek daha güçlü EME yapılarının inşa edilebilmesi için bazı önlemler öneriyoruz.