National Institute of Standards and Technology における超伝導研究及び生活

Im Jahre 1977 wurde der „Data Encryption Algorithm“ (DEA) vom „National Bureau of Standards“ (NBS, später „National Institute of Standards and Technology“ – NIST) zum amerikanischen Verschlüsselungsstandard für Bundesbehörden erklärt [NBS_77]. 1981 folgte die Verabschiedung der DEA-Spezifikation als ANSI-Standard „DES“ [ANSI_81]. Die Empfehlung des DES als StandardVerschlüsselungsverfahren wurde auf fünf Jahre befristet und 1983, 1988 und 1993 um jeweils weitere fünf Jahre verlängert. Derzeit liegt eine Neufassung des NISTStandards vor [NIST_99], in dem der DES für weitere fünf Jahre übergangsweise zugelassen sein soll, aber die Verwendung von Triple-DES empfohlen wird: eine dreifache Anwendung des DES mit drei verschiedenen Schlüsseln (effektive Schlüssellänge: 168 bit) [NIST_99]. Der DES basiert auf einer von Horst Feistel bei IBM entwickelten Blockchiffre („Lucipher“) mit einer Schlüssellänge von 128 bit. Da die amerikanische „National Security Agency“ (NSA) dafür gesorgt hatte, daß der DES eine Schlüssellänge von lediglich 64 bit besitzt, von denen nur 56 bit relevant sind, und spezielle Substitutionsboxen (den „kryptographischen Kern“ des Verfahrens) erhielt, deren Konstruktionskriterien von der NSA nicht veröffentlicht wurden, war das Verfahren von Beginn an umstritten. Kritiker nahmen an, daß es eine geheime „Trapdoor“ in dem Verfahren gäbe, die der NSA eine OnlineEntschlüsselung auch ohne Kenntnis des Schlüssels erlauben würde. Zwar ließ sich dieser Verdacht nicht erhärten, aber sowohl die Zunahme von Rechenleistung als auch die Parallelisierung von Suchalgorithmen machen heute eine Schlüssellänge von 56 bit zum Sicherheitsrisiko. Zuletzt konnte 1998 mit einer von der „Electronic Frontier Foundation“ (EFF) entwickelten Spezialmaschine mit 1.800 parallel arbeitenden, eigens entwickelten Krypto-Prozessoren ein DES-Schlüssel in einer Rekordzeit von 2,5 Tagen gefunden werden. Um einen Nachfolger für den DES zu finden, kündigte das NIST am 2. Januar 1997 die Suche nach einem „Advanced Encryption Standard“ (AES) an. Ziel dieser Initiative ist, in enger Kooperation mit Forschung und Industrie ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren zu finden, das geeignet ist, bis weit ins 21. Jahrhundert hinein amerikanische Behördendaten wirkungsvoll zu verschlüsseln. Dazu wurde am 12. September 1997 ein offizieller „Call for Algorithm“ ausgeschrieben. An die vorzuschlagenden symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen wurden die folgenden Anforderungen gestellt: nicht-klassifiziert und veröffentlicht, weltweit lizenzfrei verfügbar, effizient implementierbar in Hardund Software, Blockchiffren mit einer Blocklänge von 128 bit sowie Schlüssellängen von 128, 192 und 256 bit unterstützt. Auf der ersten „AES Candidate Conference“ (AES1) veröffentlichte das NIST am 20. August 1998 eine Liste von 15 vorgeschlagenen Algorithmen und forderte die Fachöffentlichkeit zu deren Analyse auf. Die Ergebnisse wurden auf der zweiten „AES Candidate Conference“ (22.-23. März 1999 in Rom, AES2) vorgestellt und unter internationalen Kryptologen diskutiert. Die Kommentierungsphase endete am 15. April 1999. Auf der Basis der eingegangenen Kommentare und Analysen wählte das NIST fünf Kandidaten aus, die es am 9. August 1999 öffentlich bekanntmachte: MARS (IBM) RC6 (RSA Lab.) Rijndael (Daemen, Rijmen) Serpent (Anderson, Biham, Knudsen) Twofish (Schneier, Kelsey, Whiting, Wagner, Hall, Ferguson).

Advanced Encryption Standard (AES).

The use of digital video offers immense opportunities for creators; however, the ability for anyone to make perfect copies and the ease by which those copies can be distributed also facilitate misuse, illegal copying and distribution ("piracy"), plagiarism, and misappropriation. Popular Internet software based on a peer-to-peer architecture has been used to share copyrighted movies, music, software, and other materials. Concerned about the consequences of illegal copying and distribution on a massive scale, content owners are interested in digital rights management (DRM) systems which can protect their rights and preserve the economic value of digital video. A DRM system protects and enforces the rights associated with the use of digital content. Unfortunately, the technical challenges for securing digital content are formidable and previous approaches have not succeeded. We overview the concepts and approaches for video DRM and describe methods for providing security, including the roles of encryption and video watermarking. Current efforts and issues are described in encryption, watermarking, and key management. Lastly, we identify challenges and directions for further investigation in video DRM.

/pdf/advances-in-digital-video-content-protection-teiwtoxvvi.pdf

Advances in Digital Video Content Protection

A system for using a watermark embedded in an audio signal to remotely control a device. Various devices such as toys, computers, and appliances, equipped with an appropriate detector, detect the hidden signals, which can trigger an action, or change a state of the device. The watermarks can be used with a “time gate” device, where detection of the watermark opens a time interval within which a user is allowed to perform an action, such as pressing a button, typing in an answer, turning a key in a lock, etc.

Remote control signaling using audio watermarks

Methods are provided for embedding auxiliary information in a host content signal which reduce the memory, bandwidth and computational complexity of the embedding and transmission systems. In one embodiment, a first reduced-scale signal is produced which corresponds to the host content embedded with a first logical value and producing a second reduced-scale signal corresponding to the host content embedded with a second logical value. A first set of segments from the first reduced-scale signal may be combined with a second set of segments from the second reduced-scale signal in a pre-defined manner to produce a composite embedded host content. Thus the storage and transmission requirements of the watermarking system are reduced to having to deal with only the original content plus two reduced-scale signals.

Pre-processed information embedding system

https://vision.unige.ch/publications/postscript/2003/SP-SpecialSection2003_SecureHybridRobustWatermarking.pdf

F. Deguillaume

Papers

Secure hybrid robust watermarking resistant against tampering and copy attack