10.14489/vkit.2024.05.pp.041-048 |
DOI: 10.14489/vkit.2024.05.pp.041-048 Проворнов И. А.
Аннотация. Рассмотрена возможность повышения отказоустойчивости InvMixColumns-преобразователя SPN-системы. Доказана актуальность задачи повышения отказоустойчивости устройств, реализующих шифрование и функционирующих в системах Интернета вещей. Дан анализ известных методов повышения отказоустойчивости технических систем за счет применения модулярных кодов, обоснована эффективность корректирующих кодов в полиномиальной системе классов вычетов для детектирования и устранения ошибок. Сформулирована задача разработки математической модели преобразователя InvMixColumns, способного сохранять работоспособность в условиях возникновения сбоев и отказов, подробно описывается математический аппарат полиномиальной системы классов вычетов, позволяющий осуществлять коррекцию ошибок. Рассмотрен пример применения разработанной модели преобразователя InvMixColumns, доказывающий возможность ее использования для повышения отказоустойчивости SPN-систем. Ключевые слова: преобразование InvMixColumns; отказоустойчивость; модулярная арифметика; полиномиальная система классов вычетов.
Provornov I. A. Abstract. The article is devoted to the issue of increasing the fault tolerance of the InvMixColumns converter of the SPN system. The urgency of the problem of increasing the fault tolerance of devices implementing encryption and functioning in the Internet of Things system is proved. The article contains an analysis of known methods of increasing the fault tolerance of technical systems, justification of the effectiveness of the use of modular correction codes for detecting and eliminating errors. The description of a polynomial system of residue classes, optimal for processing information with a dimension of 8 bits, which corresponds to the implementation of the AES cryptographic algorithm, is given. The article describes the principles of the classical implementation of the InvMixColumns transformation as an element of the AES iterative algorithm, defines the parameters that must be taken into account to ensure the integration of the developed alternative methods of InvMixColumns execution into existing SPN systems. The article solves the problem of developing a mathematical model of the InvMixColumns converter, capable of maintaining operability in the conditions of failures and failures, details the use of the mathematical apparatus of the polynomial system of deduction classes for error correction. The implementation of a fault-tolerant InvMixColumns transformation using replacement tables is proposed, the principle of formation of which is described in the article. A concrete example of the application of the developed InvMixColumns converter model is considered, proving the possibility of its use to increase the fault tolerance of SPN systems. In conclusion, the assessment of the results obtained is given, recommendations for their application are given, promising directions for further research are determined. Keywords: InvMixColumns transformation; Fault tolerance; Modular arithmetic; Polynomial residue class system.
РусИ. А. Проворнов (Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия) E-mail: igorprovornov@yandex.ru EngI. A. Provornov (North Caucasus Federal University, Stavropol, Russia) E-mail: igorprovornov@yandex.ru
Рус1. Папуловская Н. В. Основы интернета вещей: учеб.-метод. пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2022. 104 с. Eng1. Papulovskaya N. V. (2022). Fundamentals of the Internet of Things: educational and methodological textbook. Ekaterinburg: Izdatel'stvo Ural'skogo universiteta. [in Russian language]
РусСтатью можно приобрести в электронном виде (PDF формат). Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке. После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи. Для заказа скопируйте doi статьи: 10.14489/vkit.2024.05.pp.041-048 Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных. .
EngThis article is available in electronic format (PDF). The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank. After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail. To order articles please copy the article doi: 10.14489/vkit.2024.05.pp.041-048 and fill out the
.
|