О параметрах генератора раундовых ключей алгоритма 2-ГОСТ

Необходимость защиты информации в условиях ограниченных ресурсов определяет актуальность построения облегченных реализаций для известных криптографических алгоритмов. В 2014 г. была представлена низкоресурсная реализация ГОСТ 28147-89 под названием 2-ГОСТ. Несмотря на достоинства, схема имела потенциал в части усиления криптографической стойкости, в том числе за счёт модификации ключевого расписания. В 2018 г. предложен новый алгоритм генерации раундовых ключей для 2-ГОСТ на основе регистра сдвига длины 8 над множеством двоичных векторов длины 32. Вместе с тем параметры обратной связи регистра не были достаточно обоснованы. Работа посвящена определению наилучших (или близких к наилучшим) трёх точек съёма функции обратной связи регистра сдвига и обоснованию предложенного решения. Критерий качества поиска решения определяется характеристиками перемешивания исходных данных с помощью регистрового преобразования и экономичностью реализации, выраженной через «площадь реализации». В качестве характеристики перемешивания использован показатель локальной совершенности регистрового преобразования — число итераций (тактов работы генератора), после которых каждый бит сгенерированного раундового ключа существенно зависит от всех битов начального состояния (основного ключа алгоритма). Большее число точек съёма функции обратной связи не рассматривалось, так как эти варианты менее экономичны. Найдена наилучшая тройка точек съёма функции обратной связи регистра сдвига и проведено сравнение характеристик, определяющих качество ключевого расписания для предложенной и исходной схем. Установлено, что в исходной схеме значение показателя локальной совершенности наибольшее в классе всех функций обратной связи с тремя точками съёма (наихудший показатель с точки зрения перемешивания). Предложена альтернативная схема с наименьшим показателем локальной совершенности и аналогичной площадью реализации. Для исходной и альтернативной схемы проведено статистическое тестирование выходных последовательностей генератора.