СПОСОБ СТОХАСТИЧЕСКОГО XSL-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Михаил А. Иванов, Кирилл В. Агиевец, Михаил П. Григорьев, Богдан О. Лавров, Тимофей И. Комаров

Аннотация


Стохастическое преобразование – непредсказуемое преобразование информации, используется, например, при реализации функции обратной связи или функции выхода генераторов псевдослучайных чисел, ориентированных на решение задач защиты информации. В статье рассматривается XSL-преобразование, предполагающее многократное повторение раунда, в состав которого входят операции сложения по модулю 2 с раундовым ключом (XOR), замены (Substitution) и линейной (Linear) операции MixState перемешивания состояния, т.е. промежуточного результата преобразования. Каждое преобразование замены в каждом блоке замены само является многораундовым XSL-преобразованием, вложенным в основное стохастическое XSL-преобразование. В предлагаемом преобразования используется эвристический прием «Принцип матрешки», что усложняет преобразование и делает его необратимым. Такое решение соответствует одному из законов развития технических систем, который называется «переход на микроуровень».

Ключевые слова


стохастические методы, стохастическое преобразование, генератор псевдослучайных чисел, SP-cеть, S-блок, эвристика

Полный текст:

PDF

Литература


1. Осмоловский, С.А. Стохастическая информатика: инновации в информационных системах. Москва: Горячая линия – Телеком, 2012. – 320 с. ISBN 978-5-9912-0151-3. URL: https://rucont.ru/efd/202849 (дата обращения: 03.03.2026). EDN: RBAXOT.
Osmolovsky, S.A. Stochastic Informatics: Innovations in Information Systems. Moscow: Goryachaya Liniya – Telekom, 2012. 320 p. ISBN 978-5-9912-0151-3. URL: https://rucont.ru/efd/202849 (accessed: 03.03.2026). EDN: RBAXOT (in Russian).
2. Осмоловский, С.А. Стохастические методы защиты информации. Москва: Радио и связь, 2003. – 319 с.: (Статистическая теория связи).; ISBN 5-256-01635-0.
Osmolovsky, S.A. Stochastic Methods of Information Security. Moscow: Radio i Svyaz, 2003. 319 p.: (Statistical Theory of Communications). ISBN 5-256-01635-0 (in Russian).
3. Иванов, М. (2024). Стохастические методы защиты информации. Безопасность информационных технологий, 31(3), 83-93. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2024.3.03.
Ivanov, M. (2024). Stochastic methods of information security. IT Security (Russia), 31(3), 83-93. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2024.3.03 (in Russian).
4. Иванов М.А. Безопасность искусственных когнитивных систем. Методы поиска новых технических решений. М.: НИЯУ МИФИ, 2025. – 288 с. EDN: VCXVSD
Ivanov M.A. Security of Artificial Cognitive Systems: Methods for Finding New Technical Solutions. Moscow: NRNU MEPhI, 2025. 288 p. EDN: VCXVSD (in Russian).
5. Advanced Encryption Standard (AES). National Institute of Standards and Technology. 2023. URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.197-upd1.pdf (accessed: 12.02.2026).
6. Specification on Block Cipher: Hierocrypt – L1. Toshiba Corporation. September 2001. URL: https://www.cryptrec.go.jp/en/cryptrec_03_spec_cypherlist_files/PDF/04_02espec.pdf (accessed: 12.02.2026).
7. Daernen J., Rijrnen V. The Design of Rijndael. AES – The Advanced Encryption Standard. 2002. URL: https://theswissbay.ch/pdf/man_doc/Software/AES/The%20Design%20of%20Rijndael_AES%20-%20Joan%20Daemen%20%26%20Vincent%20Rijmen.pdf (accessed: 12.02.2026).
8. Ferguson N., Lucks S., Schneier B. et. al. The Skein Hash Function Family. 2010. URL: https://www.schneier.com/wp-content/uploads/2016/02/skein.pdf (accessed: 12.02.2026).
9. Marco-Gisbert H, Ripoll Ripoll I. Address Space Layout Randomization Next Generation. Applied Sciences. 2019; 9(14):2928. DOI: https://doi.org/10.3390/app9142928.
10. Kc G.S., Keromytis A.D., Prevelakis V. Countering Code-Injection Attacks With Instruction-Set Randomization. 2003. URL: https://www.cs.columbia.edu/~angelos/Papers/instructionrandomization.pdf (accessed: 12.02.2026).
11. Kennan J., Kemerlis V.P. Instruction Set Randomization: An Updated Implementation. 2020. URL: https://cs.brown.edu/research/pubs/theses/capstones/2020/kennan.jeffrey.pdf (accessed: 12.02.2026).
12. Wartell R., Mohan V., Hamlen K. W., Lin Z. Binary Stirring: Self-randomizing Instruction Addresses of Legacy x86 Binary Code. 2012. URL: https://people.cs.georgetown.edu/~clay/classes/spring2013/papers/Binary_Stirring_Self-randomizing_Instruction_Addresses_of_Legacy_x86_Binary_Code.pdf (accessed: 12.02.2026).
13. Zhuang R., DeLoach S.A., Ou X. Towards a Theory of Moving Target Defense. URL: https://cse.usf.edu/~xou/publications/mtd14.pdf (accessed: 12.02.2026).
14. Lei C., Zhang H.-Q., Jinglei T., Y.-C. Zhang. Moving Target Defense Techniques: A Survey. 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2018/3759626.
15. Freyre P., Cuellar O., Alfonso A., Díaz N. Block Ciphers with Matrices Operating Alternately over Columns and Rows. 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.54654/isj.v2i12.84.
16. Thorsten Kranz, Design and Analysis of Block Ciphers. Doctoral Dissertation. July 2020. Ruhr University Bochum, Faculty of Mathematics. 2020. URL: https://hss-opus.ub.ruhr-uni-bochum.de/opus4/frontdoor/deliver/index/docId/7698/file/diss.pdf (accessed: 12.02.2026).
17. Andrey Bogdanov. Analysis and Design of Block Cipher Constructions. Bochum, 2009. URL: https://informatik.rub.de/wp-content/uploads/2021/11/thesis_andrey.pdf (accessed: 12.02.2026).




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2026.3.01

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.