Rede de Feistel e modo de operação CTR adaptados à criptografia de sinais em banda base - Bragagnolle, Thiago de Andrade [UNESP] (2020)
Um dos conceitos relativos à segurança da informação é a confidencialidade. Este conceito diz sobre o quanto uma informação é restrita e somente está disponível a usuários autorizados. Algoritmos de encriptação promovem características de confidencialidade ao sistema de comunicação. Dentre diversos algoritmos disponíveis, um deles é a rede de Feistel. Neste algoritmo, uma mesma função é aplicada repetidas vezes, normalmente estruturada em número de rodadas ou ciclos. Entretanto, as redes de Feistel são um método determinístico, sendo conveniente que estas mensagens passem por algum processo adicional, que promova certa aleatoriedade ao sistema. Isso é feito por meio de modos de operação. Algoritmos de encriptação e modos de operação podem ser aplicados em diferentes camadas do modelo de referência (Open Systems for Interconnection, OSI), sendo, nas camadas de dados, amplamente utilizados em padrões comerciais e, na camada física, um assunto que ainda está sendo pesquisado. O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova proposta de criptografia de sinais em banda base para sistemas de comunicação. Esta técnica consiste em: (i) submeter o espectro de um sinal a um algoritmo de rede de Feistel adaptada a sinais, (ii) aplicar as funções próprias, que envolvem adição de fases aleatórias, que são as chaves criptográficas, e deslocamentos de posições das amostras do espectro, (iii) disponibilizar no final da rede de Feistel um sinal de saída encriptado, (iv) adicionar às fases do sinal original, preservando suas amplitudes, as fases do sinal encriptado disponibilizado pela rede de Feistel, sendo este um dos processos que caracteriza o modo de operação. Com isso, transfere-se a encriptação promovida pela rede de Feistel à mensagem desejada. Os resultados obtidos demonstram que com a utilização de 11 rodadas na rede de Feistel, proporcionou-se à mensagem encriptada as características de difusão, confusão e segurança semântica, além de não penalizar de forma significativa a recuperação da mensagem em ambientes com ruído aditivo branco e gaussiano (AWGN). Também foi observado que esta técnica permite o reuso de chaves criptográficas entre blocos. No melhor de nosso conhecimento, esta proposta de criptografia de sinais nunca havia sido antes publicada na literatura.