Режим блочного шифрування на основі коду хаффмана для нібблів

Abstract

Актуальність. Актуальність роботи зумовлена потребою у криптографічних рішеннях, які поєднують високу безпеку, ефективність стиснення та низькі обчислювальні витрати, що особливо важливо для IoT, мобільних та вбудованих систем. Метою статті є дослідження розробки та аналіз режиму блочного шифрування на основі коду Хаффмана для нібблів, з інтегрованими механізмами хеш-захисту та підтримкою як глобальної, так і пер-блокової обробки. Об’єкт дослідження: використання перетворення Хаффмана полубайтів (нібблів) для створення режиму блокового шифрування. Результати дослідження. Проведені експерименти показали, що для даних із низькою ен тропією нібблів (H<3.5 біт/ніббл) запропонованийрежим зменшує обсяг зашифрованих даних на 10–20 % без суттє вої втрати швидкодії, забезпечуючи стійкість до помилок і збереження цілісності. Висновок: інтеграція статистич ного кодування та симетричного шифрування з адаптивним вибором параметрів дозволяє отримати збалансоване рішення для безпечної та ефективної передачі інформації в умовах обмежених ресурсів. Relevance. The relevance of this work is driven by the need for cryptographic solutions that combine high security, efficient compression, and low computational overhead, which is particularly important for IoT, mobile, and embedded systems. The purpose of the article is to research the development and analysis of a block cipher mode based on Huffman coding for nibbles, with integrated hash protection mechanisms and support for both global and per-block processing. Object of research: the use of Huffman transformation of half-bytes (nibbles) to create a block cipher mode. Research results. Experiments have shown that for data with low nibble entropy (H < 3.5 bits/nibble), the proposed mode reduces the size of encrypted data by 10–20% without significant performance loss, ensuring error resistance and integrity preservation. Conclusion: the integration of statistical coding and symmetric encryption with adaptive parameter selection provides a balanced solution for secure and efficient information transmission under resource constraints.