Методи та засоби швидкого багатоканального хешування даних в комп'ютерних системах

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробці та удосконаленню методів та засобів багатоканального хешування в комп’ютерних системах. Запропоновано узагальнену модель ітерацій (конструкцію) багатоканального хешування. Аналіз цієї конструкції дозволив визначити параметри хешування, які впливають на стійкість хешування до загальних атак на основі мультиколізій. Запропоновано конструкції багатоканального хешування, які дозволили розробляти методи багатоканального хешування на основі перетворень з керованими параметрами та на основі операції піднесення до степеня за модулем простого числа. Дані методи реалізовані у вигляді програмних та апаратних засобів багатоканального хешування даних в комп’ютерних системах. Тестування програмних засобів багатоканального керованого хешування дозволило підтвердити практичну стійкість запропонованих методів хешування, а також показало збільшення швидкості хешування порівняно з засобами фіналістів конкурсу на новий стандарт хешування SHA-3.

Диссертационная работа посвящена разработке и усовершенствованию средств многоканального хеширования в компьютерных системах. Предложена обобщенная модель итераций (конструкция) многоканального хеширования данных. На основе анализа параметров этой конструкции определено, что на стойкость многоканальных конструкций влияет количество промежуточных хеш-значений, полученных в других каналах, которые участвуют в формирование следующего промежуточного хеш-значения в данном канале. Предложены конструкции многоканального управляемого хеширования, обеспечивающие связь каналов при помощи векторов управления. Для реализации конструкций многоканального управляемого хеширования выбраны базовые операции: "исключающее или", инверсия, логическое умножение, логическое сложения, циклический сдвиг на заданное количество бит вправо. Методы многоканального управляемого хеширования реализованы в виде программных средств, что позволило подтвердить их практическую стойкость набором тестов Known Answer Tests, использующихся при исследовании конкурсантов на новый стандарт хеширования SHA-3.

The dissertation is devoted to the development and improvement of methods and means of multipipe hashing within computer systems. The generalized model of hash iterations (the hash construction) is proposed. The analysis of the construction allows to determine hash parameters, that influence the hash resistance to the generic attacks based on the multicollisions. Multipipe hash constructions, which allow to design methods of multipipe hashing based on the driven operations and ones based on modulo prime number exponentiation are proposed. These methods are implemented as software and hardware means for multipipe hashing within computer systems. Testing of the software means of multipipe driven hashing allows to prove the practical durability of the proposed methods, and it also shows increasing of hashing rate comparatively with means of new hashing standard SHA-3 competition finalists.