A Segurança do Algoritmo de Codificação do Sinal do Yen-Guo’s domino (DSEA)

Paulo Roberto Lopes de SouzaRobson Cechini Santos

Introdução O presente trabalho dá o resultado da

criptoanalise do novo Yen-Guo’s chamado de DSEA.

Recentemente(2006), um algoritmo de codificação do sinal do domino (DSEA), foi proposto para a transmissão do sinal digital, especialmente para imagens digitais e videos.

Podemos definir o DSEA, para codificação da transmissão do sinal digital, como por exemplo de uma TV a cabo.

Funcionamento A codificação da mensagem do DSEA é

feita bloco a bloco, que é composto de múltiplos bytes.

O primeiro byte de cada bloco é ocultado por uma parte da chave secreta, e os outros bytes são ocultados previamente por uma cifra de bytes, sob o controle de uma pequena sequência caótica.

Pontos Analisados1. Ataques de força bruta;2. Ataques onde somente um texto cifrado é

bastante para conhecer alguma informação sobre o texto cifrado e para quebrar o valor da subchave;

3. Ataques com textos conhecidos/escolhidos, no sentido de que a chave secreta pode ser recuperada de um número de bytes contínuos de um texto que seja conhecido do texto cifrado correspondente.

Algoritmo de Codificação do Sinal Domino (DSEA)

in itial_ key

delaymod 0n L

mod 0n L

( ) 0b n

( ) 1b n

ChaoticSystem (0)x0{ ( )}Mnb n

( )g n ( )g' n

1. Ataque de Força Bruta O ataque de força bruta procura

exaustivamente a chave secreta dentro de um conjunto possível de chaves. Aparentemente a complexidade do ataque é determinada pelo tamanho da chave e a complexidade em verificar cada chave.

Continuação Ataque de Força Bruta Quando o texto é selecionado como

uma imagem típica do tamanho 256x256, a complexidade será O(256), que é muito pequena.

Atualmente a complexidade da ordem O(2¹²8) é requerida para uma cifra criptograficamente forte, o que significa que o DSEA não é seguro.

2. Ataques com texto cifrado Os quais um ataque pode acessar um

conjunto de textos cifrados; Através de um canal não seguro; Então o DSEA não é suficientemente

seguro contra os ataques de texto cifrado, já que muitas informações sobre o texto e a chave secreta são provenientes de um único texto cifrado.

Continuação Ataques com texto cifrado

a) Im agem Lim pa b) Im agem C ifrada g0

Continuação Ataques com texto cifrado

c) M áscara da Im agem g0 d) M ascara da Im agem g1

Continuação Ataques com texto cifrado

Continuação Ataques com texto cifrado

F ig . 4 . A im age m c ifrada gd .

3. Ataques de textos conhecidos Ataques nos quais é possível acessar um

conjunto de textos e observar os textos cifrados correspondentes.

Atualmente é o tipo de ataque mais utilizado.

Com um número limitado de bytes contínuos de um texto conhecido, pode-se quebrar completamente a chave secreta para decriptar outros bytes de um texto conhecido e qualquer um outro texto novo cifrado com a mesma chave.

Continuação Ataques de textos conhecidos

1. Quebrando a sub-chave:Uma vez que uma pessoa consegue o texto cifrado, ela pode deduzir facilmente o valor de L, observando a ocorrência periódica das linhas diretas em dois textos máscara construídos. Além disso, se o texto é conhecido, é possível gerar um aumento diferencial na imagem.

Continuação Ataques de textos conhecidos Quebrando a Chave Inicial:

Para todos os valores de n que satisfaçam n mod L = 0, é óbvio que:

in itial key=g(n) g ’(n), b(n) = 1,g(n) (n), b(n) = 0.

Continuação Ataques de textos conhecidos

Quebrando o PRBS caótico e as outras duas sub-chaves:

Uma vez que L e a chave inicial tenham sido determinadas, o PRBS caótico, pode ser imediatamente recuperado.

PRBS (seqüência de bits de uma ordem caótica pseudo-randômica)

Continuação Ataques de textos conhecidos

A im a gem de “Le nna ”, recupera da de um ataqu e d e te xto conh ec ido .

Melhorando o DSEA Nesta seção, iremos apresentar as

possíveis soluções para o DSEA resistir aos diversos ataques.

Continuação Melhorando o DSEA Força bruta

Aumentar a precisão da apresentação de x(o) e u. As apresentações binárias de x(0) e u com 64-bit são sugeridas para suprir uma complexidade superior a O(2¹²8).

Continuação Melhorando o DSEA Aparentemente a insegurança do

DSEA contra os somente textos cifrado e somente texto conhecido é devido à inversão das operações de XOR.

Poderiamos corrigir esta falha projetando uma cifra nova, ao invés de aumentar o DSEA para projetar uma cifra modificada.

Continuação Melhorando o DSEA Além disso, existe uma falha especial

no DSEA. Quando um sistema caótico é

implementado e computado precisamente em s-bit, cada órbita caótica irá conduzir a um ciclo, cuja a duração é menor que 2s.

Para corrigir este defeito, é sugerida o uso de uma alta implementação aritmética.

Continuação Melhorando o DSEA

a) 8-b it de pontos fixados aritm eticam ente b) Dupla precisãoPonto flu tuante a ritm ético

Conclusão Neste paper a segurança de um novo

sinal chamado DSEA foi estudado. Apresentamos que o DSEA não é seguro o

bastante contra os ataques apresentados. Além disso, algumas providências para o

aumento da performance do DSEA foram apresentadas.

Para concluir, o DSEA não é sugerido para aplicações sérias que possam requerir alto nível de segurança.

Referências On the security of the Yen-Guo’s

domino signal encryption algorithm (DSEA) ( o próprio paper :D )