Spectral space as a method for data crypto protection using the Fast Fourier Transform

Abstract

The article proposes to solve the problem of real-time application (on-line) of asymmetric bit-by-bit (flow or phoneme block, 32-, 64-,…, n-bits block) encryption of the linear and / or non-linear formants of the spectrum lines of Fast Fourier Transform (FFT) as an indirect analogue of a voice message. For this, modernized RSA-m algorithms are used and the spectrum of the voice message in the form of linear formants of number theory, while maintaining the high level of cryptographic resistance inherent of the RSA algorithm. The peculiarity of these algorithms consists in the fact that different lengths of cryptographic keys are used, which are changed with a sufficient frequency, depending on the required level of cryptographic resistance. This feature of the algorithms implements statistically independent encoding of the original message, by encrypting the adequate formants of the original message, i.e. a process characterized by a reduction (compression) of the amount of initial information and its redundancy, as well as an increase of its entropy (the average amount of information per character, phoneme or discrete (n-bit output from the ADC), because in a compressed context, statistically frequent sounds, letters, words, phonemes and even discrete, will be absent, which will significantly complicate the decryption (cryptanalysis) of the message.

Articolul analizează soluționarea problemei de aplicare în timp real (on-line) a criptării asimetrice bit cu bit (a fluxului sau fonem blocului, bloc pe 32-, 64-, … n-biți) a formanților liniari și / sau neliniari ale liniilor spectrului a transformatei Fourier rapide (FFT) ca un analog indirect al unui mesaj vocal. Pentru aceasta, sunt utilizați algoritmii RSA-m modernizați și spectrul mesajului vocal sub formă de formanți liniari ai teoriei numerelor, menținând în același timp nivelul ridicat de rezistență criptografică inerent algoritmului RSA. Particularitatea acestor algoritmi constă în faptul că sunt utilizate chei criptografice cu diferite lungimi, ce sunt schimbate cu o frecvență suficientă, în funcție de nivelul cerut de rezistență criptografică. Anume această caracteristică a algoritmilor realizează procesul de codificare statistic independent a mesajului original, prin criptarea formanților adecvați mesajului, adică un proces caracterizat printr-o reducere (compresie) a cantității de informații inițiale și redundanța acesteia, precum și printr-o creștere a entropiei sale (cantitatea medie de informații per caracter, fonem sau discretă (ieșirea ADC pe n -biți)), deoarece într-un context comprimat, sunetele, literele, cuvintele, fonemele și chiar discretele, statistic frecvente, vor lipsi, ceea ce va complica semnificativ decriptarea (criptanaliza) mesajului.