Redes complexas e autômatos celulares aplicados à criptografia

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Heverton Barros de Macêdo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Teoria de autômatos; Redes complexas; Criptografia; Autômatos celulares; Complexidade computacional; Matemática aplicada; Computação
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3159

As conexões entre as células de um autômato celular tradicional são realizadas conforme um reticulado. Esse padrão de conexão faz com que o comprimento médio do menor caminho entre as células seja grande, exigindo que o autômato celular efetue várias evoluções para que o comportamento dinâmico de uma regra alcance todo o reticulado. O presente trabalho propõe a modificação na estrutura de conexão dos autômatos celulares empregando conceitos de redes complexas. É apresentado um processo de construção capaz de produzir redes que evoluem tanto para frente quanto para trás. O processo de construção de redes emprega uma variante de grafos dirigidos rotulados, permitindo que as redes geradas evoluam a partir do mesmo conjunto de regras utilizado pelo autômato celular tradicional. Experimentos empregando o cálculo de entropia, além de testes sobre aleatoriedade, foram realizados com o objetivo de investigar o comportamento dinâmico obtido por quatro redes distintas, geradas a partir do processo de construção de redes aqui proposto. Os experimentos indicam que, dependendo da estrutura de conexão, é possível reduzir de forma significativa a quantidade de evoluções necessárias para que uma perturbação inicial se propague por todas as células do reticulado. Uma aplicação direta dos resultados encontrados nesse trabalho consiste na elaboração de métodos criptográficos significativamente mais rápidos do que aqueles que empregam os autômatos celulares tradicionais.