Dozent

Dozenten: Willi Geiselmann, Daniel Kraschewski

Termine und Ort

Donnerstags 9:45h - 11:15h, Raum 236 (Geb. 50.34) 14-tägig

Inhalt

Die Vorlesung Stromchiffren behandelt hauptsächlich Grundlagen der (Pseudo-)Zufallsgenerierung mit Schwerpunkten auf der kryptograpghischen Sicht. Geeignete Pseudozufallsgenerierung ist das Hauptproblem beim Entwurf von (synchronen) Stromchiffren.

Die Vorlesung ist als Ergänzung zur Veranstaltung "Symmetrische Verschlüsselungsverfahren" gedacht, baut inhaltlich jedoch nicht darauf auf; sie kann ebensogut eigenständig gehört werden. Prüfungen in Kombination mit anderen Veranstaltungen sind nach Absprache möglich.

Als Skript zur Vorlesung dient Kapitel 4 ("Stromchiffren") aus dem ehemaligen SCC2-Skript "Datensicherheitstechnik".

Themenübersicht

Vorlesung am 15.04.2010

• Was sind (synchrone) Stromchiffren?
• Was ist "guter" Pseudozufall? (Golombsche Axiome)
• allgemeine Beschreibung linearer PRNGs
• Vorstellung von linear rückgekoppelten Schieberegistern (LFSRs)
• Beweis, dass jeder lineare PRNG durch ein LFSR emuliert werden kann
  (d.h. LFSRs sind eine Normalform für lineare PRNGs)
• Definition des Rückkopplungspolynoms eines LFSR

Vorlesung am 29.04.2010

• Zusammenhang Rückkopplungspolynom und charakteristisches Polynom der Zustandsübergangsmatrix (ohne Beweis)
• Beispiele für LFSRs mit "guten" und "schlechten" Ausgabefolgen
• Einführung Multiplikationsregister (MRs)
• Beweis, dass jedes LFSR durch ein MR emuliert werden kann
• Endliche Körper (Definition, Existenz von F_p^n)

Vorlesung am 06.05.2010

• Endliche Körper als Restklassen von Polynomen
• Eigenschaften/Rechenregeln endlicher Körper
• Existenz und Eindeutigkeit
• Isomorphie von zwei Darstellungen von F_8

Vorlesung am 20.05.2010

• Die Spurabbildung (tr())
• Eigenschaften der Spurabbildung
• Darstellung von LFSR-Folgen mit der Spurabbildung
• Die Ordnung von irreduziblen Polynomen / Periode davon erzeugter LFSR-Folgen
• Primitive Elemente und primitive Polynome
• Primitive Polynome erzeugen m-Folgen

Vorlesung am 27.05.2010

• m-Folgen erfüllen die Golombschen Axiome
• kryptographische Stärke (bzw. Schwäche) von LFSRs

Vorlesung am 10.06.2010

• Known-Plaintext-Attacken gegen Verschlüsselung mit m-Folgen
• lineare Komplexität, Sublinearität der linearen Komplexität
• Berechnung der linearen Komplexität von nichtlinear verknüpften Folgen
  (Beispiel Geffe-Generator)
• Korrelationsangriff auf Geffe-Generator
• Korrelationsimmunität (Definition & Zusammenhang mit der linearen Komplexität)

Vorlesung am 24.06.2010

• Taktgesteuerte Schieberegister - Stop-and-Go Generator (Funktionsweise)
• Beschreibung durch ein Markov-Modell
• Korrelationsangriff
• Grenzen des Korrelationsangriffs

Addon am 08.07.2010 (nicht prüfungsrelevant)

• Quanten-Schlüsselaustausch (BB84)
• Intercept/Resend-Attacke, no-cloning Theorem
• Breakdown Flash & Trojaner-Angriffe
• Timing-Seitenkanal
• Faked-States-Angriffe