Методы применения клеточных автоматов в системах защиты информации

Аннотация

В данной статье проведен обзор автоматных шифраторов, основанных на клеточных автоматах, областью применения которых являются системы защиты информации. Рассмотрены исследования, посвященные вариантам применения клеточных автоматов в системах симметричного шифрования и их практической реализации, а также вариантам построения криптосистем с открытым ключом на основе клеточных автоматов, использованию клеточных автоматов для генерации псевдослучайных чисел, а также исследования, в которых представлены методы построения криптографических хэш-функций с использованием клеточных автоматов. Представлено обобщенное понятие абстрактного автомата и более усовершенствованных моделей клеточных автоматов, проведен сравнительный обзор моделей клеточных автоматов с целевой функцией и клеточных автоматов с плавающим окном, включающий описание алгоритмов их работы и некоторую оценку стойкости. Рассмотрены методы применения клеточных автоматов при многопоточной обработке данных с возможностью применении паттернов, определяющих индивидуальную окрестность элементов при клеточном шифровании, возможностью использования справочника, содержащего набор правил обхода матрицы шифрования, а также метод одноключевого преобразования двоичных потоков данных с открытым параметром на базе клеточного автомата с плавающим окном и динамической матрицей, разделяющейся на элементарные сегменты. Рассмотрена возможность применения клеточных автоматов при многопоточной обработке данных в режиме реального времени. В заключении приведены рекомендации по повышению стойкости методов защиты информации, основанных на клеточных автоматах, одним из которых является метод использования расширенного ключа, определяющего псевдослучайную окрестность, с учетом положения обрабатываемого бита в матрице исходных данных.