Síntesis del modelo de autómatas celulares en protocolos criptográficos de cifrado en flujo y orientado a redes de feistel

Résumé

El objeto de la Tesis Doctoral es la realización de una síntesis de paradigmas: de una parte, el modelo de cálculo teórico de los autónomas celulares; de la otra, los modelos clásicos de cifrado tanto en flujo de bits (cifrados Vernam), como en bloque (redes de Feistel), El resultado final serán criptosistemas clásicos integrando autómatas celulares y ofreciendos unos niveles de seguridad razonables. El primer paso es proceder a definir un criterio que permita el análisis del espacio de autómatas celulares codificados mediante reglas aditivas, de forma automatizada, con el objetivo de lograr una base de datos de muestras que actúen de manera aleatoria. El criterio elegido para la selección ha sido el diseño de una batería de test de aleatoriedad que, integrados en un software de propósito específico permiten el análisis del espacio de reglas citado. Fruto de tal análisis es una base de datos (potencialmente ampliable) que recoge los autónomas celulares con reglas aditivas que superan la batería de test, y para los cuales además se calculan tres parámetros adicionales: distancia media de Hamming interconfiguración, entropía de configuración y entropía temporal. En base a todo ello es posible escoger de entre los autómatas clasificados aquellos que se comportan de forma aleatoria. A continuación se integraron autómatas celulares binarios extraidos de la base de datos en esquemas de cifrado en flujo de bits, realizándose la implementación del cifrado y el correspondiente criptoanálisis estadístico, que fue superado en varios de los casos de estudio. No obstante, la literatura muestra un resultado que establece la isomorfia entre autómatas celulares y registros lineales de desplazamiento realimentado, a partir de la cual es algoritmo de Berlekamp-Massey se constituye en un potencial mecanismo de criptoanálisis capaz de romper la cifra. Para evitarlo, se propone (integrando nuevamente autómatas celulares) las