Czasopismo | PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE | Rocznik 2024 - zeszyt 4

WPŁYW PARAMETRÓW SIECI TYPU TREE PARITY MACHINE NA BEZPIECZEŃSTWO ALGORYTMU WYRÓWNUJĄCEGO WAGI

THE IMPACT OF TREE PARITY MACHINE NETWORK PARAMETERS ON THE SECURITY OF THE WEIGHT EQUALIZATION ALGORITHM

10.15199/59.2024.4.13

Miłosz Stypiński

nr katalogowy: 150403
10.15199/59.2024.4.13

Streszczenie

Znaczący postęp w technologi obliczeń z wykorzystaniem komputerów kwantowych jest ogrom- nym zagrożeniem dla obecnie wykorzystywanej krypto- grafii asymetrycznej. Sieci neuronowe typu Tree Parity Machine są alternatywnym algorytmem uzgodnienia klu- cza kryptograficznego. W ostatnim czasie zaproponowano szereg rozwiązań usprawniających właściwości klucz kryp- tograficznego otrzymanego z wykorzystaniem wspomnia- nego rozwiązania. Celem tego artykułu jest zbadanie za- leżności pomiędzy bezpieczeństwem usprawnień sieci Tree Parity Machine, a jej parametrami i rozmiarem.

Abstract

Significant advancements in quantum com- puting technology pose a major threat to currently used asymmetric cryptography. Tree Parity Machines are an al- ternative algorithm for cryptographic key agreement. Re- cently, several solutions have been proposed to enhance the properties of cryptographic keys obtained using this approach. The aim of this article is to investigate the re- lationship between the security of Tree Parity Machine network improvements and its parameters and size.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Bassham, L. E., Rukhin, A. L., Soto, J., Ne- chvatal, J. R., Smid, M. E., Barker, E. B., Le- igh, S. D., Levenson, M., Vangel, M., Banks, D. L., Heckert, N. A., Dray, J. F., and Vo, S. Sp 800-22 rev. 1a. a statistical test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications. Tech. rep., Gaithersburg, MD, USA, 2010.
[2] Cao, Y., Zhao, Y., Wang, Q., Zhang, J., Ng, S. X., and Hanzo, L. The evolution of quantum key distribution networks: On the road to the qinter- net. IEEE Communications Surveys Tutorials 24, 2 (2022), 839–894.
[3] Dong, T., and Huang, T. Neural cryptography ba- sed on complex-valued neural network. IEEE Trans- actions on Neural Networks and Learning Systems 31, 11 (2020), 4999–5004.
[4] Jeong, S., Park, C., Hong, D., Seo, C., and Jho, N. Neural cryptography based on generalized tree parity machine for real-life systems. Security and Communication Networks 2021 (Feb 2021), 6680782.
[5] Kinzel, W., Metzler, R., and Kanter, I. Dyna- mics of interacting neural networks. Journal of Phy- sics A: Mathematical and General 33, 14 (apr 2000), L141.
[6] Klimov, A., Mityagin, A., and Shamir, A. Analy- sis of neural cryptography. In Advances in Cryptolo- gy — ASIACRYPT 2002 (Berlin, Heidelberg, 2002), Y. Zheng, Ed., Springer Berlin Heidelberg, pp. 288– 298.
[7] Metzler, R., Kinzel, W., and Kanter, I. In- teracting neural networks. Phys Rev E Stat Phys Plasmas Fluids Relat Interdiscip Topics 62, 2 Pt B (2000), 2555–2565.
[8] Ruttor, A. Neural Synchronization and Cryptogra- phy. PhD thesis, University of Würzburg, 2007.
[9] Ruttor, A., Kinzel, W., Naeh, R., and Kanter, I. Genetic attack on neural cryptography. Phys. Rev. E 73 (Mar 2006), 036121.
[10] Ruttor, A., Reents, G., and Kinzel, W. Syn- chronization of random walks with reflecting boun- daries. Journal of Physics A: Mathematical and Ge- neral 37, 36 (aug 2004), 8609.
[11] Santhanalakshmi, S., K., S., and Patra, G. K. Analysis of neural synchronization using genetic ap- proach for secure key generation. In Security in Com- puting and Communications (Cham, 2015), J. H. Abawajy, S. Mukherjea, S. M. Thampi, and A. Ruiz- Martínez, Eds., Springer International Publishing, pp. 207–216.
[12] Sarkar, A., Khan, M. Z., Singh, M. M., Noor- wali, A., Chakraborty, C., and Pani, S. K. Ar- tificial neural synchronization using nature inspired whale optimization. IEEE Access 9 (2021), 16435– 16447.
[13] Shacham, L. N., Klein, E., Mislovaty, R., Kan- ter, I., and Kinzel, W. Cooperating attackers in neural cryptography. Phys. Rev. E 69 (Jun 2004), 066137.
[14] Shor, P. W. Polynomial-time algorithms for prime factorization and discrete logarithms on a quantum computer. SIAM Journal on Computing 26, 5 (1997).
[15] Stebila, D., and Mosca, M. Post-quantum key exchange for the internet and the open quantum sa- fe project. In Selected Areas in Cryptography – SAC 2016 (Cham, 2017), R. Avanzi and H. Heys, Eds., Springer International Publishing, pp. 14–37.
[16] Stypiński, M., and Niemiec, M. Impact of non- binary input vectors on security of tree parity ma- chine. In Multimedia Communications, Services and Security (Cham, 2022), A. Dziech, W. Mees, and M. Niemiec, Eds., Springer International Publishing, pp. 94–103.
[17] Stypiński, M., and Niemiec, M. Synchronization of tree parity machines using nonbinary input vec- tors. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems (2022), 1–7.
[18] Stypiński, M., and Niemiec, M. Security of neu- ral network-based key agreement protocol for smart grids. Energies 16, 10 (2023).
[19] Stypiński, M., and Niemiec, M. Weight equaliza- tion algorithm for tree parity machines, 2024.

Prenumerata

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna	348.00 zł brutto 322.22 zł netto 25.78 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

369.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	450.00 zł brutto 416.67 zł netto 33.33 zł VAT (stawka VAT 8%)

450.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-4

Twój Koszyk

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma