Algebraic Cryptanalysis of Small-Scale Variants of Stream Cipher E0

Jan Dolejš

Typ dokumentu

diplomová práce
master thesis

Autor

Jan Dolejš

Vedoucí práce

Jureček Martin

Oponent práce

Lórencz Róbert

Studijní obor

Počítačová bezpečnost

Studijní program

Informatika

Instituce přidělující hodnost

katedra informační bezpečnosti

Práva

A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Vysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html

Metadata

Zobrazit celý záznam

Abstrakt

Tato práce představuje a demonstruje nové postupy v algebraické analýze zmenšených variant proudové šifry E0 ze standardu Bluetooth. V práci jsme formulovali podobu zmenšených variant šifry a ty reprezentujeme pomocí množiny polynomiálních rovnic. Naše práce odhaluje existenci možného lineárního vztahu mezi počtem keystream bitů a počtem neznámých, snižujíc výpočetní čas použitých řešičů. Náš nejlepší experiment odhalil počáteční konfiguraci za $178,5$ sekund pro 22 bitovou verzi E0. Pomocí lokálně citlivého hašování jsme zlepšili výpočetní čas SAT řešiče z 453,1 sekundy na 85,3 sekundy pro 19bitovou verzi E0.

This work introduces and demonstrates innovative progress in the algebraic analysis of the small-scale variants of the stream cipher E0 from the Bluetooth standard. We design the small-scale variants and represent them using a set of polynomial equations. Our work reveals a possible linear relation between the number of keystream bits and the size of the small-scale E0 variants, improving the performance of the used solvers. Our best run finds the initial configuration in $178.5$ seconds for the 22-bit E0 version. Using local sensitivity hashing, we improved the computational time of the SAT solver from 453.1 seconds to 85.3 seconds for the 19-bit E0 version.