Liu Lingyunning
falsafa doktori (PhD) dissertatsiya himoyasi haqida e’lon
I.Umumiy ma’lumotlar.
Dissertatsiya mavzusi, ixtisoslik shifri (ilmiy daraja beriladigan fan tarmog‘i): «Kriptotahlil usullari yordamida SM4 shifrlash algoritmini baholash», 05.01.05 – Axborotlarni himoyalash usullari va tizimlari. Axborot xavfsizligi (fizika-matematika fanlari).
Dissertatsiya mavzusi ro‘yxatga olingan raqam: B2023.4.PhD/FM991.
Ilmiy rahbar: Abduraximov Baxtiyor Fayzievich, fizika-matematika fanlari doktori, professor.
Dissertatsiya bajarilgan muassasa nomi: O‘zbekiston Milliy universiteti.
IK Faoliyat ko‘rsatayotgan muassasa (muassasalar) nomi, IK raqami: O‘zbekiston milliy universiteti, DSc.03/30.12.2019.FM.01.02.
Rasmiy opponentlar: Kabulov Anvar Vasilovich, texnika fanlari doktori, professor; Nie Yang, PhD, professor (Xitoy).
Yetakchi tashkilot: Termiz davlat universiteti
Dissertatsiya yo‘nalishi: nazariy va amaliy ahamiyatga molik.
II. Tadqiqotning maqsadi: SM4 simmetrik shifrlash algoritmi va uning modifikatsiya varianti SM4_Mixning bardoshliligini kriptotahlil usullari yordamida baholash va dasturiy hamda apparat ko‘rinishda amalga oshirishning optimal usullarini aniqlashdan iborat.
III. Tadqiqotning ilmiy yangiligi:
SM4 va SM4_Mix shifrlash algoritmlari chiziqli kriptotahlil usuli yordamida baholangan va 23-raundli SM4 algoritmi uchun chiziqli tahlilda foydalanish uchun zarur bo‘lgan optimal yaqinlashish tenglamalari ishlab chiqilgan, ushbu tenglamalardan foydalanib, hujumni amalga oshirish uchun N =2^126.4 ochiq matn va shifrlangan matn juftliklari zarurligi aniqlangan;
SM4_Mix algoritmi bardoshliligini chiziqli kriptotahlil usuli yordamida baholash jarayonida shakllantirilgan tenglamalardagi noma’lumlar soni SM4 algoritmiga nisbatan 4 martaga ortishi, chiziqlilik darajasi va ularning ehtimolligi farq qilmasligi, ya’ni, 20 raund uchun 2^(-60.5) bo‘lishi aniqlangan;
SM4 hamda SM4_Mix shifrlash algoritmlari algebraik kriptotahlil usuli yordamida baholash jarayonida SM4 algoritmining 21 raundi uchun echish murakkabligi 2108 ga teng bo‘lgan 236 ta algebraik tenglamalar, SM4_Mix algoritmining 21 raundi uchun echish murakkabligi esa 2192 ga teng bo‘lgan 264 ta algebraik tenglamalar shakllantirilgan va MixColumns() akslantirishidan foydalanilganda algoritmning algebraik kriptotahlilga bardoshliligi ortishi isbotlangan;
SM4 va SM4_Mix shifrlash algoritmlari tanlangan ochiq matnli kuchga asoslangan va differensial kriptotahlil usuli yordamida baholash jarayonida SM4 algoritmining 4 raundida shifrlash kalitini izlashning murakkabligi 214 ga, SM4_Mix algoritmi uchun 216 ga teng ekanligi aniqlangan;
SM4 algoritmining L va S akslantirishlari uchun optimal amalga oshirish usullari aniqlangan, SM4 va SM4_Mix algoritmlarini apparat ko‘rinishda amalga oshirish uchun kamroq, ya’ni, 26,808 µm² maydonni egallaydigan yuqori o‘tkazuvchanlikka ega hamda 100000 blok ma’lumotni shifrlash uchun 5.234876 sekund hamda shifrni ochish uchun esa 5.482364 sekund sarflanadigan dasturiy ko‘rinishdagi tezkor va samarali usullari taklif qilingan.
IV. Tadqiqot natijalarining joriy qilinishi:
Kriptotahlil usullari yordamida SM4 algoritmini baholashdan olingan ilmiy natijalar quyidagi yo‘nalishlarda amalda qo‘llandi:
dissertatsiya ishida ishlab chiqilgan SM4 va SM4)Mix shifrlash algoritmlarini amalga oshirishning optimal usullari uchun ishlab chiqilgan dasturiy ta’minotlar “O‘zbektelekom” AK Samarqand shahar telekommunikatsiya bogʻlamasi aloqa va telefoniya tarmog‘ida axborotni uzatish jarayonida qo‘llanilgan (“O‘zbektelekom” AK Samarqand filialining 2024 yil 4 apreldagi 61-03-12/485-sonli ma’lumotnomasi). Ilmiy natijalarning qo‘llanilishi SM4 shifrlash algoritmi uchun taklif qilingan optimal amalga oshirish dasturiy vositasi 1 soniyada 2.21 Mb ochiq ma’lumotni shifrlash va 2.12 Mb shifrlangan ma’lumotni dastlabki holatga o‘girish, SM4_Mix algoritmi uchun taklif qilingan dasturiy amalga oshirish usuli esa 1 soniyada 2.33 Mb ochiq ma’lumotni shifrlash va 2.22 Mb shifrlangan ma’lumotni dastlabki holatga o‘girish imkonini bergan;
dissertatsiya ishida ishlab chiqilgan 23-raundli SM4 algoritmi uchun optimal yaqinlashish tenglamalaridan Wangxin Information Security Service kompaniyasida tijorat kriptografiya ilovalari xavfsizligini baholashda, tarmoqlar va axborot tizimlarida kriptografik ilovalarning muvofiqligi, to‘g‘riligi va samaradorligini baholash bo‘yicha laboratoriya sinovlarida foydalanilgan (Xitoy, Wangxin Information Security Service kompaniyasining 2024 yil 15 martdagi WXSEC20240315001-sonli ma’lumotnomasi). Ilmiy natijalarning qo‘llanilishi SM4 algoritmiga nisbatan chiziqli kriptotahlil hujumini amalga oshirish uchun 2^126.4 ochiq matn va shifrlangan matn juftliklari zarurligi aniqlangan va natijalar SM4 shifrlash algoritmining bardoshligini chiziqli kriptotahlil usuliga baholash jarayonida samarali natijalarga erishish imkonini bergan;
dissertatsiya ishida ishlab chiqilgan SM4 shifrlash algoritmini dasturiy amalga oshirishning optimal usullari, jumladan, SM4 algoritmining L-va S-akslantirishlarini optimal amalga oshirish usullari, SM4 shifrlash algoritmi akslantirishlarini Python dasturlash tilida amalga oshirish usullari, vaqt samaradorligiga erishish imkonini bergan S-boxni bir o‘lchovli jadval sifatida tasvirlash usuli, siklik chapga surish amalini amalga oshirishning aniqlangan samarali usuli, shuningdek, boshqa amalga oshirish usullari bilan solishtirilganda vaqt bo‘yicha samaradorlikka erishishga imkon bergan shifrlash algoritmini Python dasturlash tilida optimal amalga oshirish natijalari Xitoyning Jining Normal Universitetida Elektron va axborot muhandisligi maktabi tomonidan amalga oshirilgan “SM4 Algoritmi bo‘yicha tadqiqot” nomli jsky2021098 raqamli ilmiy loyihasida blokli shifrlash algoritmlarini baholashda qo‘llanilgan (Xitoy, Jining Normal Universitetining 2024 yil 15 martdagi 20240315-001-sonli ma’lumotnomasi). Ilmiy natijalarning qo‘llanilishi 100 000 blok ma’lumotni shifrlash uchun sarflangan vaqt 5,526601 soniyani, shifrni ochish vaqti esa 5,759675 soniyani tashkil qilgan va taklif qilingan amalga oshirish usullari SM4 shifrlash algoritmining ish faoliyatini yaxshilash imkonini bergan.
