% 21.2.1995 gw Anwendungsbericht debis 

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% /vol/tex/inputs/latex/local/anwendungsbericht_muster.tex
% Beispiel fuer das Layout eines Anwendungsberichts des ZPR
% 22.12.94 Michael Wottawa (wottawa@zpr.uni-koeln.de)
%
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\documentstyle[din_a4, german, anwendungsbericht]{article}
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% Verwendete Standard-Style-Files:
%      din_a4.sty        zur Anpassung der Blattgroesse
%      german.sty       fuer die deutschen Sonderzeichen
%      epsf.sty         wird von anwendungsbericht.sty geladen
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% anwendungsbericht.sty findet man auf den ZPR-Rechnern (z.B. Fileserv1) unter
%
% /vol/tex/inputs/latex/local/anwendungsbericht.sty
% Zusaetzlich benoetigt man die Logos
% /vol/tex/inputs/latex/local/uni-logo.eps
% /vol/tex/inputs/latex/local/zprlogo.eps
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\frenchspacing
\parindent 0pt
\parskip 5pt

\begin{document}

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Befehle aus anwendungsbericht.sty:
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%\kooperationspartner{\\(in Kooperation mit der debis Systemhaus)}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% optionaler Parameter zur Erweiterung der "Uberschrift
% ''Zentrum f"ur Paralleles Rechnen''
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\leftpicture{uni-logo.eps}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% optionaler Parameter f"ur das Logo des Kooperationspartners in der linken
% oberen Ecke (Default: Uni-Logo)
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

\arbeitsgruppe{Prof. Dr. R. Schrader}
\telefon{470--5312}
\telefax{470--5317}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% optionale Parameter zur Angabe der Arbeitsgruppe in der Fusszeile
% (Default: 'Prof. Dr. A. Bachem', '470--6030', '470--5160')
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

\kopf{11}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Aufruf des Anwendungsbericht-Layouts mit der laufenden Nummer ('x')
% des Anwendungsberichts. Die laufende Nummer wird zentral
% (zpr@zpr oder wottawa@zpr) eindeutig festgelegt.
%
% WICHTIG: \kopf muss hinter den Definitionen von \kooperationspartner,
%              \leftpicture, \arbeitsgruppe, \telefon und \telefax stehen.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Ende der Befehle aus anwendungsbericht.sty:
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%
% Layout-Vorschlag fuer den Text:
%
% Vorderseite:        Rueckseite:
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%     Kopfzeile     %                  %
% ----------------- %     abbildung    %
% LOGO      abbild  %     abbildung    %
%           ung ab  %     abbildung    %
% texttext  bildun  %                  %
% texttex   g abbi  % texttexttexttext %
% texttext          % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % texttexttexttext %
% texttexttexttext  % ---------------- %
% texttexttexttext  % Ansprechpartner: %
% texttexttexttext  % .......          %
% ----------------- % ......           %
%     Fusszeile     % Stand: ...       %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%



\mbox{
  \begin{minipage}[b]{11cm}
    \begin{center}
      \
      \epsfxsize=6.0cm
%  \fbox{\rule{0cm}{3cm}\makebox[5cm]{LOGO}}
      \epsfbox{debis-bild1.ps}
    \end{center}
% \section*{Entwicklung eines Testpakets}
Kryptographische Hashfunktionen sind eine der wesentlichen
Methoden der modernen Datensicherheitstechnik. Mit diesen
Funktionen werden zum Beispiel sogenannte ``Fingerabdr"ucke''
elektronischer Dokumente effizient berechnet, die dann
elektronisch unterschrieben werden. Damit sind die
technischen Voraussetzungen f"ur die verbindliche "Ubertragung
elektronischer Nachrichten geschaffen, die grundlegend f"ur die
kommende digitale Revolution (elektronische Geldb"orsen, Video
on Demand, Teleshopping, Information Highway, usw.) sind.
Gute kryptographische Hash\-funktionen m"ussen sicher sein: So darf
es z.B. keine praktische M"oglichkeit geben, zwei verschiedene
Nachrichten mit demselben Fingerabdruck zu konstruieren.
Notwendigerweise m"ussen kryptographische Hashfunktionen dazu 
eine Reihe von statistischen Tests passieren.
  \end{minipage}
  \hspace{5.1mm}
%  \fbox{\rule{0cm}{7.5cm}\makebox[5cm]{Photo}}
       \epsfxsize=2.75cm
       \epsfbox{debis-bild2.ps}
}


\section*{Problembeschreibung}

Die debis Systemhaus bat den Lehrstuhl von Prof. Schrader am
Institut f"ur Informatik der Universit"at zu K"oln um Unterst"utzung
bei der Entwicklung eines Programmpakets f"ur statistische Tests
kryptographischer Hashfunktionen.

Dazu wurden von den Mitarbeitern und Studenten des Instituts zun"achst
Vorschl"age aus der Literatur klassifiziert, die Theorie dieser Tests
untersucht und (nach Absprache mit der debis Systemhaus) geeignete
Verfahren zur Implementierungsreife weiterentwickelt.
Anschlie"send konnten die Tests mit einer
einheitlichen Benutzeroberfl"ache in kurzer Zeit realisiert werden.
Dabei wurde besonders auf die Portabilit"at und Wiederverwendbarkeit
der Software geachtet.


% \section*{Modellierung}

% \newpage

% \epsfxsize=9cm
% \begin{figure}
%   \begin{center}
%     \
%   \fbox{\rule{0cm}{5cm}\makebox[9cm]{Schaubild}}
%    \epsfbox{abb2.ps}
%   \end{center}
% \caption{Bildchen}
% \end{figure}

\section*{Algorithmen}

Zur Untersuchung der Auswirkung von "Anderungen in der Eingabe auf die
Ausgabe wurden zun"achst klassische Standardverfahren wie
der Lawinentest, der Abh"angigkeitstest und
der Korrelationstetst realisiert. Damit l"a"st sich z.B. ermitteln, ob
einzelne Stellen der Ausgabe der Funktion von Ver"anderungen der
Eingabe nicht ber"uhrt werden.

Die beiden Schwerpunkte des Programmpakets liegen in 
neuartigen algebraischen Zykeltests und
der effizienten Suche nach Linear- und Pseudolinearfaktoren.

Mit den implementierten Zykeltests k"onnen
f"ur eine Funktion mit identischem Definitions- und
Wertebereich Eigenschaften wie Abgeschlossenheit, Injektivit"at
und Fixpunktfreiheit entschieden werden. Dar"uberhinaus
kann beurteilt werden, ob das von der Gr"o"se der
Schl"usselmenge suggerierte Sicherheitsma"s realistisch ist
oder nicht. 

\newpage
Ziel der in der Literatur zuvor nur wenig dokumentierten Linear- und
Pseudolinearfaktortests ist die Suche nach (pseudo-)linearen Abh"angigkeiten
innerhalb der Ausgabestellen bei gleichzeitiger "Anderung einer
bestimmten Menge von Eingabestellen. Dazu wurden neue Verfahren
zur Bestimmung von Linear- und Pseudolinearfaktoren entwickelt
und implementiert, die u.a. alle Pseudolinearfaktoren mit einer
Wahrscheinlichkeit oberhalb einer vorgegebenen Schranke bestimmen.


\section*{Erster Einsatz des Programmpakets}

Das Institut wurde von der debis Systemhaus zudem mit der Durchf"uhrung
der im Testpaket enthaltenen Tests f"ur eine konkrete kryptographische
Hashfunktion betraut. 

Das Testpaket erm"oglichte eine effiziente Durchf"uhrung dieser Tests.
Zu einer vollst"andigen Beurteilung der Qualit"at der kryptographischen
Hashfunktion m"ussen die Ergebnisse im allgemeinen um eine manuelle
Analyse der Funktion erweitert werden.


\rule{\textwidth}{1pt}

{\Large \bf Ansprechpartner}

\begin{tabular}{lcl}
Dipl.--Math. Georg Wambach         & \mbox{~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~} 
                                     & Dr. Frank Damm                    \\
Zentrum f"ur Paralleles Rechnen    & &                                   \\
Institut f"ur Informatik           & & debis Systemhaus                  \\
Universit"at zu K"oln              & & IT-Sicherheit                     \\
Pohligstr. 1                       & & Oxfordstr. 12-16                  \\
50969 K"oln                        & & 53111 Bonn                        \\
Tel: 0221/470-5308                 & & Tel: 0228/9841-147                \\
Fax: 0221/470-5317                 & & Fax: 0228/9841-60                 \\
E-Mail: gw@informatik.uni-koeln.de & & E-Mail: fd@itsec.bonn.cap-debis.de\\
\\
K"oln, \today
\end{tabular}


\end{document}
