Simetrik ve asimetrik şifreleme yöntemlerine metotlar: Çırpılmış ve birleşik AKM-VKM

Methods for integrating symmetric and asymmetric encryption schemes: Scrambled and combined KEM-DEM

Özet

Klasik Anahtar Kapsülleme Mekanizması-AKM (Key Encapsulation Mechanism-KEM) ve Veri Kapsülleme Mekanizmasına-VKM (Data Encapsulation Mechanism-DEM), eğer bu iki yapıdan her hangi birisinde bir zayıflık varsa, kötü niyetli bir kişinin saldırması mümkündür. Böyle bir zayıflık durumunda ortaya çıkabilecek bir saldırıyı engellemek ve AKM-VKM yapısını daha da güçlendirmek için biz burada yeni bir metot öneriyoruz: Çırpılmış AKM-VKM. Bu metot içinde kullanılan karıştırma algoritması ile AKM ve VKM birleştirilip permütasyona tabi tutulmakta ve sonra da simetrik bir anahtarla şifrelenerek AKM ve VKM tek bir blok haline getirilmektedir. Ayrıca iki düğüm arasında kurulacak uzun süreli bir iletişim için, gelişmiş oturum anahtarı üzerinden mesaj bütünlüğü ve kimlik kontrolü yapan yeni bir metot sunuyoruz: Birleşik AKM-VKM. Bu metotta gönderilen tüm mesajlar ayrı simetrik anahtarlarla şifrelenmekte ve tüm mesaj trafiğinin bütünlük kontrolü yapılmaktadır. Birleşik AKM-VKM metodunda RSA kullanılarak değişik anahtar uzunluklarıyla (256 bit, 512 bit ve 1024 bit) yapılan benzetimlerde AKM’in hesaplanma süresi Tag-AKM/VKM [2] ve Fujisaki-Okamoto AKM-VKM [3] metotlarıyla kıyaslandığında yaklaşık olarak %40 oranında zaman tasarrufu sağlanmıştır.

Abstract

It is possible that an adversary may attack to conventional key encapsulation mechanism (KEM) and data encapsulation mechanism (DEM) structure, if any weakness exists in these algorithms. In order to prevent such kind of attacks and to make the KEM-DEM structure secure in a very strong sense, we propose a scramble algorithm in which KEM and DEM are combined and permuted, then encrypted with symmetric key driving into one block. In addition, for a long term communication between two nodes, we propose a new scheme Combined KEM-DEM which provides message integrity and sender’s identity control via an integrated session key. In this method, each message is encrypted with different symmetric key and whole communication traffic is controlled. Simulations made using RSA with different key lengths (256, 512, and 1024 bits) show that by employing the Combined KEM-DEM scheme, computation times of KEM for the encryption and decryption are reduced by 40% as compared to Tag-KEM/DEM [2] and Fujisaki-Okamoto’s KEM-DEM [3] schemes.