Методы эффективной рандомизации сообщений, базирующиеся на омофонном и арифметическом кодировании
Диссертация
Решение задачи рандомизации может быть основано на двух различных подходах к процессу кодирования: статическом (неадаптивном) и универсальном (адаптивном). Статические методы позволяют решить проблему полной рандомизации, т. е. обеспечивают получение кодов с точно равновероятными и независимыми символами, но могут быть использованы только в случае известной статистики источника информации… Читать ещё >
Содержание
- 1. РАНДОМИЗАЦИЯ СООБЩЕНИЙ, ОСНОВАННАЯ НА БЛОКОВОМ КОДИРОВАНИИ
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Основные идеи омофонного кодирования и обзор известных методов
- 1. 3. Основные понятия и идеи
- 1. 4. Посимвольное омофонное кодирование при двоично-рациональных вероятностях символов
- 1. 4. 1. Обозначения
- 1. 4. 2. Кодирование
- 1. 4. 3. Декодирование
- 1. 4. 4. Основные свойства метода
- 1. 5. Блоковое омофонное кодирование при двоично-рациональных вероятностях символов
- 1. 5. 1. Определения и обозначения
- 1. 5. 2. Кодирование блока
- 1. 5. 3. Декодирование блока
- 1. 5. 4. Сложность блокового кодирования
- 1. 6. Посимвольное омофонное кодирование при произвольных рациональных вероятностях символов
- 1. 6. 1. Кодирование
- 1. 6. 2. Декодирование
- 1. 6. 3. Основные свойства метода
- 1. 7. Блоковое омофонное кодирование при произвольных рациональных вероятностях символов
- 1. 7. 1. Кодирование блока
- 1. 7. 2. Декодирование блока
- 1. 7. 3. Сложность блокового кодирования
- 2. 1. Введение
- 2. 2. Основные идеи арифметического кодирования с разделением интервала
- 2. 3. Арифметическое кодирование с разделением интервала
- 2. 3. 1. Обозначения и определения
- 2. 3. 2. Масштабирование интервала
- 2. 3. 3. Разделение интервала
- 2. 3. 4. Алгоритм кодирования
- 2. 3. 5. Алгоритм декодирования
- 2. 3. 6. Избыточность и сложность кодирования
- 2. 4. Реализация случайного выбора интервала
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Синтез блокового и арифметического омофонного кодирования
Список литературы
- Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979.
- Бабкин В. Ф. Метод универсального кодирования независимых сообщений неэкспоненциальной трудоемкости // Пробл. передачи информ. 1971. Т. 7, № 4. С. 13−21.
- Галлагер Р. Теория информации и надежная связь. М.: Советское радио, 1974.
- Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 2. М.: Мир, 1977.
- Кричевский Р. Е. Оптимальное кодирование источника на основе наблюдений // Пробл. передачи информ. 1975. Т. 11, № 4. С. 37−42.
- Кричевский Р. Е. Сжатие и поиск информации. М.: Радио и связь, 1989.
- Рябко В. Я. Кодирование источника с неизвестными, но упорядоченными вероятностями // Пробл. передачи информ. 1979. Т. 14, т. С. 71−77.
- Рябко Б. Я. Сжатие данных с помощью «стопки книг» // Пробл. передачи информ. 1980. Т. 16, № 4. С. 16−21.
- Рябко Б. Я. Дважды универсальное кодирование // Пробл. передачи информ. 1984. Т. 20, № 3. С. 24−28.
- Рябко В. Я. Быстрый алгоритм адаптивного кодирования // Пробл. передачи информ. 1990. Т. 26, № 4. С. 24−37.
- Рябко Б. Я. Эффективный метод кодирования источников информации, использующий алгоритм быстрого умножения // Пробл. передачи информ. 1995. Т. 31, № 1. С. 3−12.
- Рябко Б. Я. Сжатие данных с помощью «мнимого скользящего окна» // Пробл. передачи информ. 1996. Т. 32, № 2. С. 22−30.
- Трофимов В. К. Избыточность универсального кодирования произвольных марковских источников // Пробл. передачи информ. 1974. Т. 10, № 4. С. 16−24.
- Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. М.: Мир, 1984.
- Фитингоф Б. М. Оптимальное кодирование при неизвестной и меняющейся статистике сообщений // Пробл. передачи информ. 1966. Т. 2, № 2. С. 3−11.
- Шеннон К. Работы по теории информации и кибернентике. М.: Изд. иностр. лит., 1963. С. 333−402.
- Штарьков Ю. М. Универсальное последовательное кодирование отдельных сообщений // Пробл. передачи информ. 1987. Т. 23, № 3. С. 3−17.
- Штарьков Ю. М. Некоторые теоретико-информационные задачи защиты дискретных данных // Пробл. передачи информ. 1994. Т. 30, № 2. С. 49−60.
- Abrahams J. Generation of discrete distributions from biased coins // IEEE Trans. Inform. Theory. 1996. V. 42, № 5. P. 1541−1546.
- Ahlswede R. Remarks on Shannon’s secrecy systems // Probl. of Control and Inform. Theory. 1982. V. 11, № 4. P. 301−318.
- Bell T. C., Cleary J. G., Witten I. H. Text compression. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, Inc., 1990.
- Bentley J. L., Sleator D. D., Tarjan R. E. Wei V. K. Alocally adaptive data compression scheme // Comm. ACM. 1986. Y. 29, № 4. P. 320−330.
- Brickel E. F., Odlyzko A. M. Cryptoanalysis: a survey of recent results // Proc. of the IEEE. 1988. V. 76, № 5. P. 578−593.
- Cleary J. G., Witten I. H. Data compression using adaptive coding and partial string matching // IEEE Trans. Commun. 1984. V. 32, № 4. P. 396−402.
- Cleary J. G., Witten I. H. A comparison of enumerative and adaptive codes // IEEE Trans. Inform. Theory. 1984. V. 30, № 2. P. 306−315.
- Cover T. M. Admissibility properties of Gilbert’s encoding for unknown source probabilities // IEEE Trans. Inform. Theory. 1972. V. 18, m. P. 216−276.
- Cover T. M. Enumerative source encoding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1973. V. 19, № 1. P. 73−77.
- Davisson L. Universal noiseless coding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1973. V. 19, № 6. P. 783−795.
- Davisson L., Leon-Garcia A. Source matching approach to finding minimax codes // IEEE Trans. Inform. Theory. 1980. V. 26, № 2. P. 166−174.
- Davisson L., McElies R., Pursley M., Wallace M. Universal noiseless codes // IEEE Trans. Inform. Theory. 1981. V. 27, № 3. P. 269−279.
- Elias P. Minimax optimal universal codeword sets // IEEE Trans. 1983. V. 29, № 4. P. 491−502.
- Elias P. Interval and recency rank source encoding: two on-line adaptive variable-length schemes // IEEE Trans. 1987. V. 33M. P. 3−10.
- Fitingof B., Waksman Z. Fuzed trees and some new approaches to source coding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1988. V. 34, № 3. P. 417−424.
- Gehrmann Ch. An adaptive homophonic algorithm // Proc. IEEE Int. Symp. on Inform. Theory. San Antonio, 1993. P. 280.
- Gehrmann Ch. Remarks on theoretical treatments of secrecy systems // Proc. 7th Joint Swedish-Russian Int. Workshop on Inform. Theory. St. Petersburg, June 1995. P. 84−88.
- Guazzo M. A general minimum-redundancy source-coding algorithm // IEEE Trans. Inform. Theory. 1980. V. 26, № 1. P. 1525.
- Gunther Ch. G. A universal algorithm for homophonic coding // Advances in Cryptology EUROCRYPT'88. N.Y.: Springer, 1988. P. 405−414 (Lecture Notes in Comput. Sei.: V. 330).
- Han T. S., Hoshi M. Interval algorithm for random number generation // IEEE Trans. Inform. Theory. 1997. V. 43, № 2. P. 599−611.
- Jelinek F. Probabilistic Information Theory. New York: McGraw-Hill, 1968. P. 476−489.
- Jendal H. N., Kuhn Y. J. B., Massey J. L. An information-theoretic treatment of homophonic substitution // Advances in Cryptology EUROCRYPT'89. Berlin: Springer, 1990. P. 382−394 (Lecture Notes in Comput. Sei.: V. 434).
- Kahn D. The codebreakers, the story of secret writing. New York, NY: MacMillan, 1967.
- Knuth D. E., Yao A. C. The compexity of nonuniform random number generation // Algorithms and Complexity: New Directions and Recent Results. New York: Academic Press, 1976. P. 357−428.
- Krichevsky R. E., Trofimov V. K. The performance of universal encoding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1981. V. 27, № 2. P. 199 207.
- Langdon G.G., Rissanen J. A simple general binary source code // IEEE Trans. Inform. Theory. 1982. V. 28, № 9. P. 800−803.
- Langdon G. G. An introduction to arithmetic coding // IBM J. Res. Dev. 1984. V. 28, № 2. P. 135−149.
- Massey J. L. An introduction to contemporary cryptology // Proc. of the IEEE. 1988. V. 76, № 5. P. 533−549.
- Massey J. L. Some applications of source coding in cryptography // European Trans, on Telecommunications. 1994. V. 5, № 4. P. 421— 429.
- Moffat A. A note on the PPM data compression algorithm. Res. Rep. 88/7, Dep. Comput. Sei. Univ. of Melbourne. Australia, 1988.
- Pasco R. Source coding algorithm for fast data compression. Ph. D. thesis, Dept. Elect. Eng. Stanford Univ. Stanford, CA, 1976.
- Penzhorn W. A fast homophonic coding algorithm based on arithmetic coding // Fast Software Encryption. Berlin: SpringerVerlag, 1995. P. 329−345 (Lecture Notes in Comput. Sei.- V. 1008).
- Rissanen J.J. Generalized Kraft inequality and arithmetic coding // IBM J. Res. Dev. 1976. V. 20, № 5. P. 198−203.
- Rissanen J. J., Langdon G. G. Arithmetic coding // IBM J. Res. Dev. 1979. V. 23, № 2. P. 149−162.
- Rissanen J., Langdon G. G. Universal modeling and coding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1981. V. 27, № 1. P. 12−23.
- Roche J. R. Efficient generation of random variables from biased coins // Proc. IEEE Int. Symp. Inform. Theory. 1991. P. 169.
- Rubin F. Arithmetic stream coding using fixed precision registers // IEEE Trans. Inform. Theory. 1979. V. 25, № 6. P. 672−675.
- Ryabko B. Y. Fast and effective coding of information sources // IEEE Trans. Inform. Theory. 1994. V. 40, № 1. P. 96−99.
- Shtarkov Y. M., Babkin V. F. Combinatorial encoding for discrete stationary sources // Proc. IEEE Int. Symp. Inform. Theory. Budapest, 1973. P. 249−257.
- Willems F. M. J., Shtarkov Y. M., Tjalkens T. J. Thecontext-tree weighting method: Basic properties // IEEE Trans. Inform. Theory. 1995. V. 41, № 3. P. 653−664.
- Witten I. H., Neal R., Cleary J. G. Arithmetic coding for data compression // Comm. ACM. 1987. V. 30, № 6. P. 520−540.
- Ziv J., Lempel A. A universal algorithm for sequential data compression // IEEE Trans. Inform. Theory. 1977. V. 23, № 3. P. 337−343.
- Ziv J., Lempel A. Compression of individual sequences via variable-rate coding // IEEE Trans. Inform. Theory. 1978. V. 24, № 5. P. 530−536.
- Работы автора, в которых изложены основные результаты диссертации1. Статьи
- Ryabko В. Y., Fionov А. N. A fast and efficient homophonic coding algorithm // Algorithms and Computation. Berlin: Springer, 1996. P. 427−438 (Lecture Notes in Comput. Sci.: V. 1178).
- Рябко Б. Я., Фионов А. Н. Быстрый метод полной рандомизации сообщений // Пробл. передачи информ. 1997. Т. 33, № 3. С. 3−14.
- Фионов А. Н. Эффективный метод рандомизации сообщений на основе арифметического кодирования // Дискретный анализ и исследование операций. 1997. Т. 4, № 2. С. 51−74.
- Рябко Б. Я., Федотов А. М., Фионов А. Н. Надежные системы защиты электронных публикаций, базирующиеся на эффективном омофонном кодировании // Вычислительные технологии. 1997. Т. 2, № 3. С. 68−72.
- Ryabko В. Ya., Fionov А. N. Homophonic coding with logarithmic memory size // Algorithms and Computation. Berlin: Springer, 1997. P. 253−262 (Lecture Notes in Comput. Sci.- V. 1350).1. Доклады на конференциях
- Фионов А.Н. Быстрый метод полной рандомизации сообщений // Российская научно-техн. конф. «Информатика и проблемы телекоммуникаций». Тезисы докладов. Новосибирск, 1996. Т. 1. С. 70.
- Фионов А. Н. Эффективная рандомизация сообщений на основе арифметического кодирования // Международная научно-техн. конф. «Информатика и проблемы телекоммуникаций». Материалы конференции. Новосибирск, 1997. С. 157 158.
- Ryabko В., Fionov A. Decreasing redundancy of homophonic coding // Proc. IEEE Int. Symp. Inform. Theory. Ulm, July 1997. P. 94.
- Рябко Б. Я., Федотов А. М., Фионов А. Н. Современные средства криптографической защиты информации в сетях передачи данных // Международная конф. «Современные информационные технологии». Материалы конференции. Новосибирск, 1998. С. 42−44.
- Рябко Б. Я., Фионов А. Н., Федотов А. М. Конфиденциальность взаимодействий в открытых информационных сетях // Международный семинар «Перспективы развития современных средств и систем телекоммуникаций». Материалы семинара. Новосибирск, 1998. С. 38−42.
- Fionov А. N. Computationally efficient randomization of messages // Международная Сибирская конф. по исслед. операций. Материалы конференции. Новосибирск, 1998. С. 159.
- Ryabko В. Ya., Fionov А. N. Efficient algorithm of adaptive arithmetic coding // Международная Сибирская конф. по исслед. операций. Материалы конференции. Новосибирск, 1998. С. 151.
- Fionov А. N. Using homophonic decoding for random number generation // Международный семинар «Распределенная обработка информации». Материалы семинара. Новосибирск, 1998. С. 63−67.
- Председатель комиссии ' /В. Б. Шиф/
- Члены комиссии ЦлС^ Перцев//./ '-" /П. В. Сафонов/1. ЧГ" сентября 1998 г. российская академия наукордена ленина сибирское отделение
- Председатель коми< Члены комиссии