ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МЕТОДІВ АСИМЕТРИЧНОГО ШИФРУВАННЯ ТЕКСТОВИХ ДАНИХ

T. Matveichuk, V. Smychok, S. Filimonov

Анотація


Актуальність. Актуальність роботи обумовлена проблемою розроблення ефективних методів захисту інформації в інформаційних мережах, що забезпечують надійне функціонування автоматизованих систем військового призначення, тобто всі обчислювальні системи, системи управління та зв’язку. Об’єктом дослідження є здійснення комплексу експериментів, метою яких є порівняння алгоритмів асиметричного шифрування текстових даних.

Метод. Цикл експериментальних випробувань здійснювався за такими параметрами алгоритмів шифрування: час генерування ключів; час шифрування і дешифрування; пропускна здатність процесу шифрування і дешифрування; розмір зашифрованого і дешифрованого файлу. Експерименти проведені на Intel Core 2 Duo CPU процесор 2.09 ГГц з 4 ГБ оперативної пам'яті під операційною системою Windows 7.

Результати. Отримані основні оціночні результати полягають в наступному: криптостійкість алгоритму ElGamal значно вище криптостійкості алгоритму RSA; алгоритм RSA має більш високу швидкість при зашифровуванні інформації, а алгоритм ElGamal кращий під час розшифрування; при збільшенні розмірів ключів час розшифрування алгоритмом RSA зростає експоненціально, в той час, як тривалість розшифрування алгоритмом ElGamal використовує  лінійний порядок зростання; алгоритм RSA показав в 2 рази кращу пропускну здатність ніж алгоритм ElGamal в процесі зашифровування інформації, зате алгоритм ElGamal показав в 10 разів кращу пропускну здатність у порівнянні з алгоритмом RSA в процесі розшифровки інформації; довжина зашифрованих даних алгоритмом ElGamal в 2 рази довше вихідних даних, в той час як розмір зашифрованих алгоритмом RSA даних більше розміру вихідних даних в середньому на коефіцієнт 1,4; для всіх довжин ключів алгоритм ElGamal створює пару відкритого і закритого ключів в середньому в 10 разів швидше, ніж алгоритм RSA, що особливо помітно при значному збільшенні розмірів ключів; для алгоритму ElGamal час генерування ключів зростає лінійно зі збільшенням розмірів ключів, в той час як для алгоритму RSA воно росте в геометричній прогресії.

Висновки. За допомогою розробленого програмного продукту проведено порівняльний аналіз асиметричних алгоритмів шифрування текстових даних, їх переваг і недоліків, криптографічної стійкості, дано експериментальну оцінку їх характеристик щодо ефективності використання ними пам’яті комп’ютера, тривалості процесів генерування ключів, зашифровування і розшифрування даних, пропускної здатності алгоритмів, рoзмiрностей ключів, обсягів зашифрованих і розшифрованих файлів. На підставі отриманих результатів надано рекомендації застосування розглянутих методів шифрування.

Ключові слова: програмне забезпечення, асиметричні алгоритми, шифрування, дешифрування, крипостійкість, алгоритми RSA, ElGamal.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Rivest R. A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems / R. Rivest, A. Shamir, L. Adleman // New York City: ACM, 1978. – Vol. 21, N 2. – P. 120–126. DOI : 10.1145/357980.358017

Johnson J. Public-key cryptography standards (PKCS) #1 / J. Johnson, B. Kaliski // RSA Cryptography Specifications Version 2.1. Network Working Group, 2003. DOI: 10.17487/RFC3447

Boneh D. Twenty years of attacks on the RSA cryptosystem / D. Boneh // Notices Amer. Math. Soc. F. Morgan-AMS. – 1999. – Vol. 46, N 2. – P. 203–213.

ElGamal T. A public-key cryptosystem and a signature scheme based on discrete logarithms / T. ElGamal // Advances in Cryptology-CRYPTO’84. – 1985. – P. 10–18. DOI : 10.1109/TIT.1985.1057074

Tsiounis Y. On the security of ElGamal based encryption / Y. Tsiounis, M. Yung // Public Key Cryptography. PKC-1998. –Berlin, Heidelberg : Springer, 1998. – Vol. 1431. – P. 117–134.

Bakhtiari M. Serious Security Weakness in RSA Cryptosystem / M. Bakhtiari, M.A. Maarof // IJCSI – 2012. – Vol. 9, N 3. – P. 175–178.

Lenstra A.K. Factoring by electronic mail / A.K. Lenstra, M.S. Manasse // Advances in Cryptology EUROCRYPT '89 Proceeding, Springer Verlag, 1990. – P. 355–371. DOI : 10.1007/3-540-46885-4_35

Barker E.B., Roginsky A.M. Transitioning the Use of Cryptographic Algorithms and Key Lengths. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, NIST Special Publication (SP) 800-131A, Rev. 2, March 2019. DOI : 10.6028/NIST.SP.800-131Ar2

Okeyinka A. E. Computational speeds analysis of RSA and ElGamal algorithms on text data / A. E. Okeyinka // Proceedings of the world congress on engineering and computer science, 21-23 October 2015, San Francisco, USA. – 2015. – P. 115-118.

Mulya M. Perbandingan kecepatan algoritma kriptografi asimetri / Mulya M. // Journal of Research in Computer Science and Applications. – 2013. – Vol. I, N 2. – P. 7–12.

Himawan C. Studi perbandingan algoritma RSA dan algoritma El-Gamal / C. Himawan, T. Wibowo, B. Sulityo, R. Roestam, Y. Wahyu, R.B. Wahyu // Seminar National APTIKOM (SEMNASTIKOM), Hotel Lombok Raya Mataram, 28-29 Oktober 2016. – Vol 1, N 1. – P. 695–700.

Hossain J. A novel keyless and key based encryption algorithm to handle cyber security in microgrid application / J. Hossain, E. Hossain // Gazi University Journal of Science 30(4), Dec. 2017. – 2017. – P. 330–343.

Farah S. An experimental study on performance evaluation of asymmetric encryption algorithms / S. Farah, M. Younas Javed, A. Shamim, T. Nawaz // WSEAS 3rd European conference of computer science (WSEAS ECCS 2012), Greece, Dec. – 2012 – P. 121-124.

Siahaan A., Elviwani, Oktaviana B. Comparative analysis of RSA and ElGamal cryptographic public-key algorithms, 2018. DOI: 10.4108/eai.23-4-2018.2277584




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.14.2

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.