Testování náhodnosti proudové šifry Elephant

Abstract

Tato práce předkládá analýzu náhodnosti instance Dumbo šifry Elephant. Autor využil různé statistické testy, včetně testů ze sady statistických testů od NIST, d-monomiálního testu a cube testerů. Výsledky ukázaly, že Dumbo prošla většinou testů ze sady statistických testů od NIST s pouhými několika selháními, která nebyla považována za významná. Podobně ani d-monomiální test neukázal žádné zaujetí v jakémkoliv z bitů keystreamu. Nejvýznamnějším nálezem této práce bylo zjištění, že Dumbo má problém s tzv. balance testem z rodiny cube testerů, kdy některé bity keystreamu uspěly pouze v každém druhém testovacím případě a mnoho voleb tzv. cubes vykázalo úspěšnost kolem pouhých 20 %. Práce je završena konstatováním, že Dumbo celkově prokazuje dobré vlastnosti týkající se náhodnosti, ale zdůrazňuje potřebu dalšího výzkumu pro identifikaci potenciálních závažných problémů této šifry.

This thesis presents an analysis of the randomness of the Dumbo instance of the Elephant cipher. The author used various statistical tests, including tests from NIST's Statistical Test Suite, the d-monomial test and cube testers. The results showed that Dumbo passed the majority of the tests from NIST's STS with only a few failures that were not considered significant. The d-monomial test also showed no bias in any particular keystream bit. The most significant finding of this work was the discovery that Dumbo had difficulty passing the balance test from the family of cube testers as some keystream bits only passed every other test case and many cubes resulted in a pass rate of around 20 %. The thesis concludes that Dumbo demonstrates good randomness properties overall but highlights the need for further investigation of this cipher to identify any potential major issues.