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Adaptação de criptografia espectral ao paradigma do Advanced Encryption Standard

Processo: 19/14858-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
Pesquisador responsável:Marcelo Luís Francisco Abbade
Beneficiário:Welerson Santos Souza
Instituição-sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Assunto(s):Processamento digital de sinais   Segurança de redes   Comunicação óptica   Redes ópticas   Criptologia

Resumo

A criptografia de dados processa bits para prover confidencialidade nas camadas superiores do modelo de referência para Interconexão de Sistemas Abertos (Open System for Interconnections, OSI). Entre as estratégias comerciais mais utilizadas para criptografia de dados está o Advanced Encryption Standard (AES), um padrão seguro que atende as propriedades de difusão e confusão estabelecidas por Shannon. Essas propriedades devem ser atendidas em técnicas seguras de criptografia. Por outro lado, a criptografia de sinais é um tópico promissor de pesquisa que pode ser complementar a criptografia de dados. Esse tipo de criptografia atua nos sinais que serão transmitidos pela camada física do modelo OSI. O objetivo desse projeto é desenvolver e avaliar uma nova técnica de criptografia na camada física. A nova técnica divide o sinal de entrada em fatias espectrais e realiza operações análogas ao AES por meio de processamento digital de sinais (Digital Signal Processing, DSP). As fatias espectrais são análogas aos bytes encriptados pelo AES e passarão por repetitivas operações de codificação por fase e atraso (spectral phase and delay encoding, SPDE), substituição e permutação para conferir características de confusão e difusão ao sinal encriptado. As chaves criptográficas da técnica são os conjuntos de fases e atrasos utilizados em cada rodada de encriptação. O desempenho da nova técnica, denominada SPDE-SPN (SPDE with substitution and permutation network), será avaliado por meio de simulações computacionais. Para essas avaliações, será simulada a propagação de sinais encriptados por (i) um canal com ruído AWGN (additive white Gaussian noise) e não linearidades e (ii) por redes ópticas. Espera-se que a técnica confira resultados de segurança similares ou superiores aos do AES, com os benefícios da criptografia na camada física. (AU)