О слабостях криптосхемы PANAMA. Московский физико-технический институт (государственный университет). МФТИ (ГУ)

М. А. Пудовкина

Московский инженерно-физический институт

(технический университет)

Криптосхема PANAMA была разработана, как криптографический модуль, который используется, как функция хеширования, и как поточный шифр. Она предназначена для программной реализации. Криптомодуль использует две режима Push и Pull. Типичным применением криптосхемы PANAMA, может являться ее использование для шифрования видеоизображения.

Криптосхема PANAMA была разработана J. Daemen и C. Clapp и представлена на конференции FSE Workshop в 1998 [1]. В [2] V. Rijmen и др. описали метод генерации коллизий для криптосхемы PANAMA, когда она используется, как функция хеширования.

Основу криптомодуля PANAMA составляет последовательностная машина с 544-бит состоянием и 8192-битным буфером.. Обозначим через $A_t={ a_t[0],…,a_t[i],…,a_t[16]}$ таблицу, состоящую из 17 32-битных слов $a_t[0],…,a_t[16]$ , которая является состояние криптосхемы в момент времени t. Буфер B – линейный регистр сдвига с обратной связью, состоящий из 32 ячеек, каждая из которых содержат по 8 слов. Будем обозначать содержимое ячейки в момент времени t через $b^j_t={b^j_t[0],…, b^j_t[7]}$ . Функция перехода состояний $\rho$ представима в виде композиции четырех преобразований: $\sigma, \theta, \pi, \gamma$ , т.е. $\rho = \sigma \circ \theta \circ \pi \circ \gamma$

Данная работа посвящена анализу криптосхемы PANAMA, когда она используется, как поточный шифр. Предложен метод восстановления состояния и заполнения буфера криптосхемы PANAMA на основе атаки по известному открытому тексту, при этом, требуемая длина выходной последовательности равна 320 элементам. Трудоемкость метода $2^{3328}$ . Отметим, что трудоемкость метода полного перебора $2^{8736}$ .

Литература

Daemen J., Clapp C., “ Fast Hashing and Stream Encryption with PANAMA”, Fast Software Encryption (Ed. S. Vaudenay), LNCS 1372, Springer-Verlag, 1998, pp.60-74.
Rijmen V., Rompay B., Preneel B., Vadewalle J., “Producing Collisions for PANAMA”, Fast Software Encryption, Springer-Verlag, 2001.
Варфоломеев А. А., Жуков А.Е., Пудовкина М. А. Поточные криптосистемы. Основные свойства и методы анализа стойкости. 2000