Experimental research of trit pseudorandom sequence generating method for cryptographic applications

Authors

  • Михайло Євгенович Шелест International Technological University "Mykolayivsʹka politekhnika"
  • Сергій Олександрович Гнатюк National Aviation University
  • Тетяна Олександрівна Жмурко National Aviation University
  • Василь Миколайович Кінзерявий National Aviation University
  • Халіча Ібрагімівна Юбузова Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev

DOI:

https://doi.org/10.18372/2410-7840.19.11478

Keywords:

quantum cryptography, pseudorandom sequences generator, quantum secure direct communication, trit, information security

Abstract

In the last few years, development of quantum cryptography has attracted the scientist’s attention. Researches passed from the theoretical level to introduction of ready commercial decisions. The main difference between the methods of quantum cryptography and traditional (symmetric and asymmetric) cryptography consists in use of absolutely different principles in the basis. The quantum cryptography does not depend on computing or other intruder opportunities, uses specific unique quantum particles properties and based on inviolability of quantum physics laws. Among the most developed technologies of quantum cryptography is worth noting quantum secure direct communication, which can transmit information by open channel without encryption - removing key distribution problem, but in these protocols each bit of information is confidential and intruder shouldn’t get it, that's why requirements for protocols stability is much higher and require security amplification methods. Such method was previously developed by authors, but its implementation requires the use of reliable trit pseudorandom sequences. In this context, this study presents an experimental research of trit pseudorandom sequence generating method for cryptographic applications. For evaluating the effectiveness of this method was developed experimental methodology, which confirms the possibility of using trit sequences generated by the method for ensuring the stability of quantum cryptography qutrit protocols to non-coherent attacks and for other crypto-graphic applications in modern information and communication technologies.

Author Biographies

Михайло Євгенович Шелест, International Technological University "Mykolayivsʹka politekhnika"

Dr.Sc., Professor, Head of Academic Department of computer engineering and programming,International Technological University "Mykolayivsʹka politekhnika"

Сергій Олександрович Гнатюк, National Aviation University

PhD in Eng, Associate Professor of IT-Security Academic Department, National Aviation University

Тетяна Олександрівна Жмурко, National Aviation University

PhD in Eng., Associate Professor of IT-Security Academic Department, National Aviation University

Василь Миколайович Кінзерявий, National Aviation University

PhD in Eng., Associate Professor of IT-Security Academic Department, National Aviation University

Халіча Ібрагімівна Юбузова, Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev

Senior Lecture of Information Security Academic Department, Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev (Almaty, Republic of Kazakhstan)

References

A Statistical Test Suite for the Validation of Random Number Generators and Pseudo Random Number Generators for Cryptographic Applications. NIST Special Publication 800-22. – May 15, 2001. – 164 р.

NIST STS [Electronic resource] : Download documentation and software. – Electronic data. – NIST, 2014. – Mode of access: http://csrc.nist.gov/groups/ST/ toolkit/rng/ documentation_software.html. – [Accessed Jul. 5, 2015].

On the Interpretation of Results from the NIST Statistical Test Suite / Marek SYS, Zdenek RIHA, Vashek MATYAS, Kinga MARTON, Alin SUCIU // Romanian jurnal of information science and technology. – Vol. 18. – № 1. – 2015. – P. 18-32.

Гарасимчук О.І. Генератори псевдовипадкових чисел, їх застосування, класифікація, основні методи побудови і оцінка якості / Гарасимчук О.І., Максимович В.М. // Захист інформації. – 2003. – №3. – С. 29-36.

Горбенко І.Д. Обґрунтування вимог до генераторів випадкових бітів згідно ISO/IEC 18031 / Горбенко І.Д., Шапочка Н.В., Козулін О.О. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2009. – № 6 (40). – С. 94-97.

Експериментальне дослідження методу забезпечення стійкості кутритових протоколів квантової криптографії / С.О. Гнатюк, Т.О. Жмурко, В.М.

Кінзерявий, Х.І. Юбузова // Захист інформації. – 2016. – № 3. – Т. 18. – С. 218-228.

Євсеєв С.П. Аналіз сучасних методів формування псевдовипадкових послідовностей / С.П. Євсеєв, Р.В. Корольов, М.В. Краснянська // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – 3/4 (45). – С. 11-15.

Иванов М.А. Теория, применение и оценка качества генераторов псевдослучайных последовательностей / М.А. Иванов, И.В. Чугунков. – М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003. – 240 с.

Калугин А.Н. Модификация многомерных псевдослучайных последовательностей с использованием двойственных LFSR-CNS генераторов / А. Н. Калугин // Компьютерная оптика. – 2005. – № 28. – С. 112-118.

Корольов Р.В. Дослідження періодичних властивостей генераторів псевдовипадкових чисел, заснованих на використанні надмірних блокових кодів / Р.В. Корольов // Системи озброєння і військова техніка. – 2008. – № 3(15). – C.126-128.

Кренгель Е. И. Исследование и разработка новых классов псевдослучайных последовательностей и устройств их генерации для систем с кодовым разделением каналов: дис. канд. техн. наук: 05.12.13 / Кренгель Евгений Ильич. – М., 2002. – 214 c.

Метод генерування тритових псевдовипадкових послідовностей для систем квантової криптографії / С.О. Гнатюк, Т.О. Жмурко, В.М. Кінзерявий, Н.А. Сєйлова // Безпека інформації. – 2015. – № 2. – Т. 22. – С. 140-147.

Метод оцінювання якості тритових псевдовипадкових послідовностей для криптографічних застосувань / С.О. Гнатюк, Т.О. Жмурко, В.М. Кінзерявий, Н.А. Сєйлова // Information Technology and Security. – 2015. – Vol. 3. – № 2(5). – С. 108-116.

Назаров Є.О. Генератори псведовипадкових послі-довностей для криптографічних систем / Назаров Є.О., Чернишова А.В., Губенко Н.Є.// збірник нау-кових праць міжнародної науково-технічної конференції «Інформатика і компютерні технології -2012». – ДонНТУ: 2012. – С. 139-144.

Потий А.В. Статистическое тестирование генераторов случайных и псевдослучайных чисел с использованием набора статистических тестов NISTSTS / А.В. Потий, С.Ю. Орлова, Т.А. Гриненко // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення систем захисту інформації в Україні. – 2001. – Вип. 2. – С. 206-214.

Рисований О.М. Генератор псевдовипадкових послідовностей по модулю 3 з різною частотою формування псевдовипадкових послідовностей / О.М. Рисований, В.В. Гоготов // Системи обробки інформації – 2010 р. – № 2 (83). – С. 141-143.

Downloads

Published

2017-03-27

Issue

Vol. 19 No. 1 (2017)

Section

Articles

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).