Resumo-Geradores de números aleatórios são amplamente utilizados em aplicações científicas e tecnológicas. Particularmente em criptografia, são empregados em sistemas de chave pública, assinatura digital. Neste trabalho, apresentamos uma metodologia para o projeto destes geradores a partir de mapas caóticos baseada em duas técnicas: salto de amostras e discretização codificada variante no tempo. Mostramos que o procedimento possui alta taxa de geração de bits, além de dispensar pósprocessamento para melhoria de suas propriedades aleatórias. Validamos o método proposto empregando o teste NIST. Por fim, apresentamos um circuito que implementa o mapa caótico analisado neste trabalho. Palavras-Chave-Mapas caóticos, sistemas dinâmicos, geração de números aleatórios, taxa de entropia, teste NIST.

Resumo-A cifragem de dados com alta correlação, como imagens,é um desafio para cifras de bloco, já que padrões característicos dos dados poderão transparecer após cifrados. Isto decorre do mapeamento determinístico realizado pela cifra. Considerando a cifra AES como referência, neste trabalhoé apresentada uma técnica de randomização desta cifra, empregando mapas caóticos, que alcança bons indicadores de segurança e robustez com menos iterações do algoritmo. Tambémé proposto um procedimento para reduzir a complexidade da cifragem. Palavras-Chave-Cifra de Bloco, cifragem de imagens, mapas caóticos, padrão avançado de criptografia. Abstract-Encryption of data with high correlation, such as images, is a challenge for block ciphers, since patterns of the original image may remain after encryption. This is due to the deterministic mapping performed by the cipher. Considering the AES cipher as reference, it is presented in this work a randomization technique of this cipher, employing chaotic maps, that achieves good security and robustness indicators with fewer iterations of the algorithm. A procedure is also proposed to reduce the complexity of encryption.

Resumo-Geradores de números aleatórios são amplamente utilizados em comunicações e criptografia. Este trabalho propõe uma metodologia para o projeto destes geradores a partir de mapas caóticos unidimensionais. Estaé baseada em duas técnicas: discretização codificada variante no tempo e pós-processamento empregando sequências-m para eliminar a correlação residual na sequência codificada. A técnica de discretização codificada variante no tempo produz sequências binárias com função autocorrelação com um padrão bem definido queé explorado pelo bloco de pós-processamento para reduzir seu requerimento de memória em relaçãoà codificação padrão fixa no tempo. Validam-se os geradores propostos empregando a bateria de teste NIST.Palavras-Chave-Mapas caóticos, sistemas dinâmicos, geração de números aleatórios, função autocorrelação, teste NIST, sequências-m.Abstract-Random number generators are widely used in communications and cryptography. This work presents a methodology for the design of these generators from unidimensional chaotic maps. This is based on two techniques: Time-varying coded discretization and post-processing employing m-sequences to eliminate the residual correlation of the coded sequence. The time-varying coded discretization technique produces binary sequences with an autocorrelation function with a well-defined pattern that is exploited by the block of post-processing to reduce its memory requirement in relation to the required by the standard time-invariant discretization. The effectiveness of this procedure is verified through the NIST test.

Resumo-Este artigo descreve a criptoanálise linear para o esquema Advanced Encryption Standard (AES) simplificado com a introdução de uma técnica de randomização desta cifra empregando mapas caóticos. Mostra-se que com a utilização de mapas caóticos o adversário precisa de uma quantidade substancialmente maior de pares de texto claro e texto cifrado para descobrir bits de chave com certa confiabilidade. Com este resultadoé possível entender o impacto dos bits caóticos no algoritmo AES original.Palavras-Chave-Cifra de bloco, criptoanálise linear, mapas caóticos, padrão avançado de criptografia simplificado.Abstract-This paper describes the linear cryptanalysis of the simplified Advanced Encryption Standard (AES) with the introduction of a randomization technique employing chaotic maps. It is shown that with the use of chaotic maps the adversary needs a larger number of pairs of plaintext and ciphertexts to discover key bits with a certain reliability. Given these results, it is possible to understand the impact of the chaotic bits in the original AES algorithm. Keywords-Block chipher, linear cryptanalysis, chaotic maps, simplified advanced encryption standard. I. INTRODUÇÃO O Advanced Encryption Standard (AES)é o algoritmo padrão adotado pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, National Institute of Standards and Technology) para substituir o Data Encryption Standard (DES) para a proteção de informações sigilosa. Trata-se do Rijndael com comprimento do bloco de dados fixo em 128 bits [1], podendo, em sua versão original, operar também com blocos de 192 e 256 bits. O NIST detalha este padrão em seu FIPS PUB 197 (Federal Information Processing Standards Publications 197), um documento aberto para consulta geral [2]. Em [3] foi apresentado um algoritmo AES modificado (a saída de cada S-Boxé somada com bits gerados por um mapa caótico) com a finalidade da redução da complexidade e número de operações realizadas no algoritmo original. O algoritmo modificadoé denominado de AES1 e uma versão simplificada (denominada de AES2) também foi proposta em [3]. Estes algoritmos foram analisados por diferentes quantificadores comumente usados para avaliar tanto a aleatoriedade do texto cifrado como a capacidade de resistênciaà ataques estatísticos [3]. Outras análises também devem ser realizadas em algoritmos criptográficos, como por exemplo a sua robustez contra a criptoanálise linear (CL). Um trabalho precursor da CL foi introduzido por Matsui [4] em 1992. Em 1993, esta técnica foi usada como um ataque ao DES [5]. foi parcialmente financiado pelo CNPq e FACEPE. O esforço computacional para avaliar a eficácia do CL no Rijndael pode ser proibitivo, como solução, empregase uma versão mais simples deste algoritmo. Em [6] foi proposto o algoritmo AES simplificado (SAES) que apresenta o comprimento do bloco de dados menor que o AES, sem contudo perder a essência do algoritmo original. Isso significa que, ao entender o algoritmo SAES e expandir seus conceitos, pode-se entender o comportamento da criptoanálise do AES de fo...