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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

9. Stochastische Modelle

verfasst von : Wolfgang Killmann, Winfried Stephan

Erschienen in: Das DDR-Chiffriergerät T-310

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Zur Untersuchung des Chiffrieralgorithmus T-310 wurden verschiedene stochastische Modelle entwickelt. Im einfachsten Modell wurde die pseudozufällige f-Folge durch eine 0,1-Folge ersetzt, deren Glieder bernoulliverteilt sind. Im Modell besitzen dann die \(u_{\alpha }\)-Folge und die a-Folge ebenfalls die Be (0, 5). Die vorhergesagten Eigenschaften wurden durch statistische Tests überprüft. Es zeigte sich, dass sich die a-Folgen nicht von Folgen, die durch einen echten Zufallsgenerator mit Be(0.5) erzeugt werden, unterscheiden. Danach werden Ansätze für die experimentelle Bestimmung des Linearanteils der im CA T-310 wirkenden BF vorgestellt. In einem weiteren Abschnitt wird das Modell der Markov-Ketten und das der Markov-Chiffren genutzt, um nachzuweisen, dass in diesen beiden Modellen die Zustände asymptotisch gleichverteilt sind. Das Konzept der Markov-Chiffren ist in der Literatur als Modell für die Differentialkryptoanalyse von Blockchiffren eingeführt. Schließlich bewerten wir die Häufigkeit gewisser algebraischer Strukturen der berechneten Zyklen aus einem anderen Blickwinkel. Es wird die Frage untersucht, ob die in Experimenten erzeugten Zyklenstrukturen sich von denen unterscheiden, die durch zufällig erzeugte Funktionen bzw. Permutationen entstehen. Es zeigt sich, dass dies nicht der Fall ist.

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Fußnoten
1
One-Time-Pads
 
2
Die Untersuchung der Polygramme der Länge 5 und 8 bot sich an, weil in der Schlüsselmittelproduktion hauptsächlich 5- und 8-Kanal-Lochstreifen produziert wurden. Auf sie waren die Tests zugeschnitten.
 
3
Den ersten Test (monobit test), einen Test der Häufigkeiten der 16-Polygramme der Länge 4 (poker test) und die Serien-Tests der Längen \(1,\ldots ,5\) (run test) und \(>6\) (long run test) verwendeten FIPS 140-1 [54] als Start-up-Test und AIS 20 [59] als Evaluationstest für Zufallsgeneratoren.
 
4
Leider sind diese konkreten Methoden aufgrund der fehlenden Unterlagen nicht mehr rekonstruierbar.
 
5
Definition: \(U\in M\) ist ein Fixpunkt, wenn ein p mit \(U=\varphi (p)U\) existiert.
 
6
Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Differenz einzuführen. Anschaulicher wird die Darstellung, wenn wir uns hier die binäre Vektoraddition \(\oplus \) vorstellen. Sie wurde nach [64] auch für die Differentialkryptoanalyse des DES verwendet.
 
7
Dass dieses Thema auch später in der Kryptologie eine Rolle spielte, belegt der Aufsatz Random Mapping Statistics [35].
 
Metadaten
Titel
Stochastische Modelle
verfasst von
Wolfgang Killmann
Winfried Stephan
Copyright-Jahr
2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-61897-4_9