Design and analysis of block ciphers

  • In information security systems, block ciphers play a crucial role. They are deployed to protect confidential data and as building blocks in many cryptographic designs. This thesis focuses on the design and analysis of block ciphers. After motivating the topic and introducing the basics, the thesis is divided into three parts. The first part is a systematization of knowledge of linear cryptanalysis and provides new insights in the areas of key schedule design and tweakable block ciphers. The second part is an analysis of the ASASA structure, which was proposed as a building block for several cryptographic designs. Finally, the third part discusses methods for finding efficient implementations of matrix multiplications and using them to construct building blocks for secure lightweight block ciphers.
  • In informationssichernden Systemen spielen Blockchiffren eine entscheidende Rolle. Sie werden eingesetzt um vertrauliche Daten zu schützen und als Baustein in vielen kryptographischen Konstruktionen verwendet. Diese Arbeit legt das Augenmerk auf den Entwurf und die Analyse von Blockchiffren. Nach einer Motivation des Themas und einer Einführung in die Grundlagen teilt sich diese Arbeit in drei Teile. Der erste Teil systematisiert das Wissen über lineare Kryptanalyse und gibt neue Einblicke in den Entwurf von Schlüsselableitungsfunktionen und in das Thema der veränderbaren Blockchiffren. Der zweite Teil ist eine Analyse der ASASA Struktur, welche als Baustein für verschiedene kryptographische Entwürfe vorgeschlagen wurde. Zuletzt behandelt der dritte Teil Methoden, um effiziente Implementierung von Matrix Multiplikationen zu finden und diese zu nutzen, um Bausteine für sichere leichtgewichtige Blockchiffren zu konstruieren.

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Metadaten
Author:Thorsten KranzGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-76986
DOI:https://doi.org/10.13154/294-7698
Referee:Nils-Gregor LeanderORCiDGND, Alexander MayORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/12/15
Date of first Publication:2020/12/15
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Mathematik
Date of final exam:2020/11/27
Creating Corporation:Fakultät für Mathematik
GND-Keyword:Kryptologie; Blockchiffre; Kryptoanalyse; Chiffrierung; Computersicherheit
Institutes/Facilities:Horst Görtz Institut für IT-Sicherheit
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Mathematik
faculties:Fakultät für Mathematik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht