RFID Key Establishment Against Active Adversaries

We present a method to strengthen a very low cost solution for key agreement with a RFID device. Starting from a work which exploits the inherent noise on the communication link to establish a key by public discussion, we show how to protect this agreement against active adversaries. For that purpose, we unravel integrity $(I)$-codes suggested by Cagalj et al. No preliminary key distribution is required.Comment: This work was presented at the First IEEE Workshop on Information Forensics and Security (WIFS'09) (update including minor remarks and references to match the presented version

Randomized Response and Balanced Bloom Filters for Privacy Preserving Record Linkage

In most European settings, record linkage across different institutions is based on encrypted personal identifiers – such as names, birthdays, or places of birth – to protect privacy. However, in practice up to 20% of the records may contain errors in identifiers. Thus, exact record linkage on encrypted identifiers usually results in the loss of large subsets of the data. Such losses usually imply biased statistical estimates since the causes of errors might be correlated with the variables of interest in many applications. Over the past 10 years, the field of Privacy Preserving Record Linkage (PPRL) has developed different techniques to link data without revealing the identity of the described entity. However, only few techniques are suitable for applied research with large data bases that include millions of records, which is typical for administrative or medical data bases. Bloom filters were found to be one successful technique for PPRL when large scale applications are concerned. Yet, Bloom filters have been subject to cryptographic attacks. Previous research has shown that the straight application of Bloom filters has a non-zero re-identification risk. We present new results on recently developed techniques defying all known attacks on PPRL Bloom filters. The computationally inexpensive algorithms modify personal identifiers by combining different cryptographic techniques. The paper demonstrates these new algorithms and demonstrates their performance concerning pprecision, recall, and re-identification risk on large data bases

Способ построения семейства кодов с суммированием с наименьшим общим количеством необнаруживаемых ошибок в информационных векторах

The research results of the methods for formation of separable sum codes with the minimum number of undetectable errors in data vectors are presented. A formula for counting the number of undetectable errors in data vectors and codes family properties are given. A universal method for formation of such codes is shown, which makes it possible for each value of the data vector length to obtain a whole family of codes that also have different distributions of undetectable errors by type and multiplicity. An example of codes formation, methods for analyzing characteristics, code comparison are presented. A method for synthesizing coders of developed sum codes is suggested. Изложены результаты исследований способов построения разделимых кодов с суммированием с наименьшим общим количеством необнаруживаемых ошибок в информационных векторах. Приведены формулы подсчета числа необнаруживаемых ошибок в информационных векторах и свойства данного класса кодов. Представлен универсальный способ построения таких кодов, дающий для каждого значения длины информационного вектора возможность получения целого семейства кодов, обладающих к тому же различными распределениями необнаруживаемых ошибок по видам и кратностям. Приведены примеры построения кодов, методология анализа их характеристик, а также дано сравнение кодов между собой. Предложен метод синтеза кодеров разработанных кодов с суммированием

Исследование свойств самодвойственных комбинационных устройств с контролем вычислений на основе кодов Хэмминга

A new approach to the synthesis of self-checking devices is considered, based on the control of calculations in testing objects using Hamming codes, the check bits of which are described by self-dual functions. In this case, the structure operates in a pulsed mode, which is actually based on the introduction of temporal redundancy when building a self-checking device. This, unfortunately, leads to some decrease in performance, however, it significantly improves the characteristics of controllability, which is especially important for devices and systems of critical use, the input data for which does not change so often. A brief review of methods for constructing built-in control circuits based on the self-duality property of calculated functions is given. The basic structures of the organization of built-in control circuits are given. The proposed ways of developing the theory of synthesis of built-in control circuits are based on checking whether or not the calculated functions belong to a class of self-dual Boolean functions. All possible values of the number of data bits for Hamming codes have been established. They will have the property of the self-duality of functions describing control bits. En-coders of such Hamming codes will be self-dual devices. Since the functions of the check bits of Hamming codes are linear, in order for them to be self-dual, it is necessary that an odd number of arguments be used in each of them. It is proved that the number of bits of code words of Hamming codes with self-dual check functions is equal to n=3+4l, l∈N0. The results of the simulations self-dual devices with built-in control circuits along two diagnostic parameters in the Multisim environment are presented. A method is proposed for modification of the structure of calculation control along two diagnostic parameters, which allows to use any linear block code (not necessarily Hamming code). It is based on retrofitting the encoder with a device for converting functions into self-dual ones. In fact, this is a code modification device. It is proved that to obtain a modified Hamming code with self-dual control functions for n≠3+4l, l∈N0; cases, it is enough to add modulo M=2 the non-self-dual control function with the function of the high data bit.Рассматривается новый подход к синтезу самопроверяемых устройств, основанный на контроле вычислений контролируемыми объектами с помощью кодов Хэмминга, проверочные символы (контрольные биты) которых описываются самодвойственными функциями. При этом структура работает в импульсном режиме, что фактические основано на внесении временнóй избыточности при построении самопроверяемого устройства. Это, к сожалению, приводит к некоторому снижению быстродействия, однако существенно повышает характеристики контролепригодности, что особенно актуально для устройств и систем критического применения, входные данные для которых изменяются не столь часто. Дается краткий обзор методов построения схем встроенного контроля на основе свойства самодвойственности вычисляемых функций. Приведены основные структуры организации схем встроенного контроля. Отмечены предполагаемые пути развития теории синтеза схем встроенного контроля на основе проверки принадлежности вычисляемых функций классу самодвойственных булевых функций. Установлены все возможные значения числа информационных символов для кодов Хэмминга, которые будут обладать свойством самодвойственности функций, описывающих контрольные биты. Кодеры таких кодов Хэмминга будут являться самодвойственными устройствами. Так как функции, описывающие контрольные биты кодов Хэмминга, являются линейными, то для того, чтобы они были самодвойственными необходимо, чтобы в каждой из них использовалось нечетное количество аргументов. Доказано, что число разрядов кодовых слов кодов Хэмминга с самодвойственными контрольными функциями равно n=3+4l, l∈N0. Приводятся результаты моделирования самодвойственных устройств со схемами встроенного контроля по двум диагностическим признакам в среде Multisim. Предложен способ модификации структуры контроля вычислений по двум диагностическим признакам, позволяющий использовать любой линейный блоковый код (не обязательно код Хэмминга). Он основан на дооснащении кодера устройством преобразования функций в самодвойственные. Фактически это устройство для формирования модифицированного кода. Доказано, что для получения модифицированного кода Хэмминга с самодвойственными контрольными функциями для случаев n≠3+4l, l∈N0, достаточно сложить по модулю M=2 несамодвойственную контрольную функцию с функцией старшего информационного бита

Двухмодульные взвешенные коды с суммированием в кольце вычетов по модулю M=4

The paper describes research results of features of error detection in data vectors by sum codes. The task is relevant in this setting, first of all, for the use of sum codes in the implementation of the checkable discrete systems and the technical means for the diagnosis of their components. Methods for sum codes constructing are described. A brief overview in the field of methods for sum codes constructing is provided. The article highlights codes for which the values of all data bits are taken into account once by the operations of summing their values or the values of the weight coefficients of the bits during the formation of the check vector. The paper also highlights codes that are formed when the data vectors are initially divided into subsets, in particular, into two subsets. An extension of the sum code class obtained by isolating two independent parts in the data vectors, as well as weighting the bits of the data vectors at the stage of code construction, is proposed. The paper provides a generalized algorithm for two-module weighted codes construction, and describes their features obtained by weighing with non-ones weight coefficients for one of data bits in each of the subvectors, according to which the total weight is calculated. Particular attention is paid to the two-module weight-based sum code, for which the total weight of the data vector in the residue ring modulo M = 4 is determined. It is shown that the purpose of the inequality between the bits of the data vector in some cases gives improvements in the error detection characteristics compared to the well-known two-module codes. Some modifications of the proposed two-module weighted codes are described. A method for calculating the total number of undetectable errors in the two-module sum codes in the residue ring modulo M = 4 with one weighted bit in each of the subsets is proposed. Detailed characteristics of error detection by the considered codes both by the multiplicities of undetectable errors and by their types (unidirectional, symmetrical and asymmetrical errors) are given. The proposed codes are compared with known codes. A method for the synthesis of two-module sum encoders on a standard element base of the single signals adders is proposed. The classification of two-module sum codes is presented.Представлены результаты исследования особенностей обнаружения ошибок в информационных векторах кодами с суммированием. В такой постановке задача актуальна, прежде всего, для использования кодов с суммированием при реализации контролепригодных дискретных систем и технических средств диагностирования их компонентов. Приводится краткий обзор работ в области построения кодов с суммированием и описание способов их построения. Выделены коды, для которых при формировании контрольного вектора единожды учитываются значения всех информационных разрядов путем операций суммирования их значений или значений весовых коэффициентов разрядов, а также коды, которые формируются при первоначальном разбиении информационных векторов на подмножества, в частности на два подмножества. Предложено расширение класса кодов с суммированием, получаемых за счет выделения двух независимых частей в контрольных векторах, а также взвешивания разрядов информационных векторов на этапе построения кода. Приведен обобщенный алгоритм построения двухмодульных взвешенных кодов, а также описаны особенности некоторых из кодов, полученных при взвешивании неединичными весовыми коэффициентами по одному информационному разряду в каждом из подвекторов, по которым осуществляется подсчет суммарного веса. Особое внимание уделено двухмодульным взвешенным кодам с суммированием, для которых определяется суммарный вес информационного вектора в кольце вычетов по модулю M=4. Показано, что установление неравноправия между разрядами информационного вектора в некоторых случаях дает улучшение в характеристиках обнаружения ошибок по сравнению с известными двухмодульными кодами. Описываются некоторые модификации предложенных двухмодульных взвешенных кодов. Предложен способ подсчета общего числа необнаруживаемых ошибок в двухмодульных кодах с суммированием в кольце вычетов по модулю M=4 с одним взвешенным разрядом в каждом из подмножеств. Приведены подробные характеристики обнаружения ошибок рассматриваемыми кодами как по кратностям необнаруживаемых ошибок, так и по их видам (монотонные, симметричные и асимметричные ошибки). Проведено сравнение с известными кодами. Предложен способ синтеза кодеров двухмодульных кодов с суммированием на стандартной элементной базе сумматоров единичных сигналов. Дана классификация двухмодульных кодов с суммированием

Двухмодульные взвешенные коды с суммированием в кольце вычетов по модулю M=4

Представлены результаты исследования особенностей обнаружения ошибок в информационных векторах кодами с суммированием. В такой постановке задача актуальна, прежде всего, для использования кодов с суммированием при реализации контролепригодных дискретных систем и технических средств диагностирования их компонентов. Приводится краткий обзор работ в области построения кодов с суммированием и описание способов их построения. Выделены коды, для которых при формировании контрольного вектора единожды учитываются значения всех информационных разрядов путем операций суммирования их значений или значений весовых коэффициентов разрядов, а также коды, которые формируются при первоначальном разбиении информационных векторов на подмножества, в частности на два подмножества. Предложено расширение класса кодов с суммированием, получаемых за счет выделения двух независимых частей в контрольных векторах, а также взвешивания разрядов информационных векторов на этапе построения кода. Приведен обобщенный алгоритм построения двухмодульных взвешенных кодов, а также описаны особенности некоторых из кодов, полученных при взвешивании неединичными весовыми коэффициентами по одному информационному разряду в каждом из подвекторов, по которым осуществляется подсчет суммарного веса. Особое внимание уделено двухмодульным взвешенным кодам с суммированием, для которых определяется суммарный вес информационного вектора в кольце вычетов по модулю M=4. Показано, что установление неравноправия между разрядами информационного вектора в некоторых случаях дает улучшение в характеристиках обнаружения ошибок по сравнению с известными двухмодульными кодами. Описываются некоторые модификации предложенных двухмодульных взвешенных кодов. Предложен способ подсчета общего числа необнаруживаемых ошибок в двухмодульных кодах с суммированием в кольце вычетов по модулю M=4 с одним взвешенным разрядом в каждом из подмножеств. Приведены подробные характеристики обнаружения ошибок рассматриваемыми кодами как по кратностям необнаруживаемых ошибок, так и по их видам (монотонные, симметричные и асимметричные ошибки). Проведено сравнение с известными кодами. Предложен способ синтеза кодеров двухмодульных кодов с суммированием на стандартной элементной базе сумматоров единичных сигналов. Дана классификация двухмодульных кодов с суммированием

Исследование свойств самодвойственных комбинационных устройств с контролем вычислений на основе кодов Хэмминга

Рассматривается новый подход к синтезу самопроверяемых устройств, основанный на контроле вычислений контролируемыми объектами с помощью кодов Хэмминга, проверочные символы (контрольные биты) которых описываются самодвойственными функциями. При этом структура работает в импульсном режиме, что фактические основано на внесении временнóй избыточности при построении самопроверяемого устройства. Это, к сожалению, приводит к некоторому снижению быстродействия, однако существенно повышает характеристики контролепригодности, что особенно актуально для устройств и систем критического применения, входные данные для которых изменяются не столь часто. Дается краткий обзор методов построения схем встроенного контроля на основе свойства самодвойственности вычисляемых функций. Приведены основные структуры организации схем встроенного контроля. Отмечены предполагаемые пути развития теории синтеза схем встроенного контроля на основе проверки принадлежности вычисляемых функций классу самодвойственных булевых функций. Установлены все возможные значения числа информационных символов для кодов Хэмминга, которые будут обладать свойством самодвойственности функций, описывающих контрольные биты. Кодеры таких кодов Хэмминга будут являться самодвойственными устройствами. Так как функции, описывающие контрольные биты кодов Хэмминга, являются линейными, то для того, чтобы они были самодвойственными необходимо, чтобы в каждой из них использовалось нечетное количество аргументов. Доказано, что число разрядов кодовых слов кодов Хэмминга с самодвойственными контрольными функциями равно n=3+4l, l∈N0. Приводятся результаты моделирования самодвойственных устройств со схемами встроенного контроля по двум диагностическим признакам в среде Multisim. Предложен способ модификации структуры контроля вычислений по двум диагностическим признакам, позволяющий использовать любой линейный блоковый код (не обязательно код Хэмминга). Он основан на дооснащении кодера устройством преобразования функций в самодвойственные. Фактически это устройство для формирования модифицированного кода. Доказано, что для получения модифицированного кода Хэмминга с самодвойственными контрольными функциями для случаев n≠3+4l, l∈N0, достаточно сложить по модулю M=2 несамодвойственную контрольную функцию с функцией старшего информационного бита

Recursive construction for error correcting constant weight codes

In this project we have designed a new construction method for t error correcting constant weight codes. This method is an improvement over the existing codes in terms of information rate. The construction method is recursive as it is based on the observation that 2t error correcting code can be built by concatenating two t error correcting codes.This results in reduction of code word length for higher t values