Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   3 ,  J un e   201 9 , pp.  1871 ~ 18 78   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 3 . pp1871 - 18 78           1871       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Modifie d honey  encrypti on sche me  f or  en co din g natur al  languag e mess age       Ab io dun  Esth er Om ola r a ,   Aman  Jantan   School  of Com pu te r  Scie nces,  Unive rsiti  Sains  Ma la ysi a, Pe nang, M al ay sia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved  May   24, 201 8   Re vised N ov 27, 2 018   Accepte d Dec  22, 201 8       C onvent ional  en cr y p ti on  sch emes  are   sus ce pti b le  to  brute - for ce   a t ta cks.   Thi s   is  bec ause   b y tes   enc ode  utf8  (or  AS CII)  cha rac t ers.   Conseq uent l y ,   an   adve rsar y   tha t   i nte rc ept s  a   ci ph ert ex t   and  tries  to  dec r y p t  th e  m essage   b y   brute - f orc ing  wit h  an  in cor re ct   k e y   ca n  f il t er  out   som e  of  the   combinat ions  o f   the   d ec r y pt ed  m essage   b y   ob servi ng  th at   so m e  of  the  sequ enc es  are   a  combinat ion  o f  cha ra cters  whic h  are   d istri but ed   non - unifor m l y   and  form   no  pla usible  m ea ni ng.   Hone y   en cr y pt ion   (HE)   sch eme  was  proposed  to  cu rtail   thi s  vulne rab il i t y   of  conve n ti o nal   enc r y p ti on   b y   produc ing   ci pher t ext s   y i e ldi ng  va li d - l ooking,   unifor m l y   distri but ed   but  fak e  pla i nte xts  upon  dec r y pt ion  with   inc orre ct   k e y s .   How eve r,   the  sche m e  works   for  on l y   passw ords  and  PIN S.  It s  ada pt at ion  to  support   enc od ing   nat ur al   l angua g e   m essage s   ( e - m ai ls,  hum an - gen e rat ed   do cument s)   ha s   remai ne d  an  open   proble m .   Exi sti ng   proposal s   to  ext end  th e  sche m e  to  support  enc odin g   nat ura l  la ngu ag e  m essage s   rev ea ls  fra gm ent s   of  the   plaint ext   in  th e   ci pher te x t ,   hen c e,   it s   sus ce pt ibi l ity   to  chose n  ciphert ex t  attac ks   (CCA) .   In  thi s  pape r,   we  m odif y   th e  HE  sche m es  to  sup por t  the   enc od in g   of  nat ura l   la nguag e  m essage s   using  Natur a l  La ngu age   Proc essing  te chn iques .   Our  m ai n   cont ribution  was   creat ing   a   struc ture   tha t   allowe d  a  m essage   to  be  e n code d   ent ir ely   in  bina r y .   As   a  result   of  thi s  strat eg y ,   m ost  bina r y   stri ng  produc es   s y ntactica lly   cor rec t   m essage s   which  wi l l  be   gen era t ed   to   decei v e   an  a ttacke r   who  at te m pts  to   dec r y pt   a  ci ph e rte xt   using   inc or rec t   k e y s.  W e  e val ua te   th e   sec urity   of  our   p roposed  sche m e.   Ke yw or d s :   Adve rsar y   Atta cker   Brute - force   Ci ph erte xt   Honey e ncr y ption   P l ai ntext     Copyright   ©   201 9  Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   A m an  Jantan ,    Secu rity  an d F or e ns ic  Resea r ch Gr oup (S FRG)   Lab orat or y ,   School  of Com pu te r  Scie nces,   Un i ver sit i  Sain s Mal ay sia , Mal ay sia .   Em a il  :   sty le es t2011@ gm ail.co m       1.   INTROD U CTION     Crypto gr a phy  li es  at   the  hear t  of  a  m ulti tud e  of  pr ocesses  t hat  inco r porate  E - Com m erce,     In te r net  Ba nki ng,  Busi ness  and   So ci al   Ne tworks ,  Sm art  Syst e m s  and  so   f ort h  in  our  i nfor m at ion - awa re  so ci et y   [1 ] ,   [ 2] .  T he  e vo l utio n  of  the  d igit a l  world   has   af f ect ed   the   way   in  w hich   pe op le   ma nag e  fina nces,   proc ur e  goods   and   acce ss   he al thcare.  Pe op l e  hav e  beco m e  increasin gly  r el ia nt  on   le ve r agin g  te ch no l ogy  to   enjoy  instant  acce ss  to  in for m at ion ,  bu si ne ss  colla borati on,  fam il y  and   fr ie nds   [3 ] ,  [ 4] .   This  trend   of   so ci et al   dep e ndence   on  m od er n  in f rastr uctur e   ha s  create d  a n  avenue  for  c on sta nt  sec ur i ty   threats  an d  ris k.    This  chall en ge   has  bee n  dem on st rated   by  in cessant  at ta cks   on   c om pu te r  n et work s ,  cre dit  card   fr a ud,  m a lware   at ta cks,   cel l  ph on e s  hac k  et   c et era   [ 5],  [ 6] .  To  reinfo rce  our  c om pu te rize d - reli ant  s ociet y  for  the  prese nt  an d  fu t ur e  gen e rati on,  an d  le ve ra ge  on  the  op portu niti es  that  t hese  te ch no l ogie s  proffer,   t he re  is  a  pr essi ng  ne e d  for  reli able   in form ation   in frast ru ct ure  with  str ong  sec uri ty   req uirem ents.  A n  esse ntial   bu il di ng   bl ock   t o  achieve  i nfo rm at ion   sec ur it y i s cr ypt ogra ph y   [ 7], [8] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   18 7 1   -   1878   1872   Crypto gr a phy  is  the  stud y  of   the  sci ence  and   a rt  of   c on c eal ing   inf orm a ti on   to  pre ven t   a  distru ste d  par ty   f ro m   le a rn i ng   t he  co nt ent  of  the  m essage   [ 9] .  Stat e - of - t he - a rt  c on ven ti onal   cry pto gra ph ic   sc he m es  are  pro ne  to  brute - force   at ta ck.  A   brute  force  at ta ck   is  a  t rial   and  er ror  a pproach  us ed   by  a n  ad ver sa ry  to  de cryp t   a  ci phertex t,   f or  insta nc e,   an   a tt e m pt  to  crac k  a  us er ’s  pass w ord.     T he  c onve ntion al   enc ryption  sc hem es  m ake   it   easy   for  a n  a dv e rsa ry  to  c onti nu e   to  em pl oy  this  m et ho d  an d  ac hieve   s uccess .   I n  hind sigh t,   a ll   co nv e ntion a l   encr y ption  sch e m es  are  enc ode d   in   utf 8  (or   AS C II)  c har a ct ers .   C on se qu ently ,  an  a dver sary  that  inte rc epts  a  ci ph e rtext   a nd   trie s  to  de crypt   the  m essage  usi ng   a   w ron g   ke y   can  filt er  out  so m e  of   t he  com bin at ion s  of   t he   decr y pted  m essage  by  obse r vi ng   t hat  s om e  of   t he  se quenc es  are  a   com bin at ion  of  c harac te rs  f ro m   dif fer e nt   la nguag e s  an d  al so   sym bo ls  wh ic h  are   no n - unif or m ly   distribu te d   [ 10] ,  [ 11 ] .   It  is  safe  to  co nclu de  th at   an   adv e rsa ry  can  j ud ge  if  his  at ta ck  is  su ccessf ul  based   on   th e  structure/ distrib ution   of  the  m essage  he  re cov e rs   durin g  his  at ta cks  [ 1 2 ] ,  [ 13 ] .  A  non - unifo r m   distribu ti on,   wh ic h  f or m s   no   plausib le   m eaning   sig nif ie s  an  inco rr ect   plai nt ext   and   key .   More ov e r,   t he  adv e nt  of  hi gh - proce ssin g  to ols  su c h  as  F P GA,  G PU   al s o  m ake s   the   bru t e - force   at ta ck  to  be  highly   su cce s s fu l   [ 14] ,  [15],   [16].  The refo re,  a n   at ta cke r   that   intercept s  an  encr y pted  m essage   has  a   hi gh  c han ce   of  re cov e rin g  t he  ke y  and  s ub se quently   the  m essage  e ncr y pted   unde r  su c h  key  by  us in g  the  disti nguis her   te ch ni qu e  –   w hich  is  to  judge  the   decr y ption   ou t pu t  base d  on   t he   distrib ution /st r uctu re   of  t he  m essage .   S ecu rity   exp er ts  and   the  c r yptogra ph ic   c omm un it y   hav e  propose d  se ver al   c ounter m easur es  t o  m itigate  the  brute - f or ce  at ta ck   on  c onve nt ion al   e ncr ypti on   schem es   by   increasin g  t he  le ngth  of  the  key,  com pu ta ti on al   com plex ity .   N ever t heless,   al l   these  m et hods  fail   to   ad dress   the  unde rly in g  pro blem ,  whic h  is   us in g  the  disti nguis her   te ch ni qu e  to  i nfor m   the  outp ut  of   the  dec ryptio n.   A n  at ta cke r  c an  co ntin ue  to   m ake  rep eat   dec ryption s  on a n o racle by try in g ran do m  k ey s  un ti l he  fin ds  a   pla usi b le   m essage  [1 7 - 18] .     A  br ea kthro ug h   was  m ade   in   the  ye ar  2014   w hen   Ju el s   a nd  Ri ste np art  [ 19 - 20]   pro posed   the  H oney   Encr y ption  ( H E)  sc hem e  in  a  co nf e ren ce ,  E ur oc rypt  2014 .   H on ey   e ncr y pt ion   is  a  par a di gm   that  pr ovid es  an d  i m pr oves  sec ur it y  beyond  t he  conve ntion al   brute - f or ce   bo unds.  It  prov i de s  a  plausi ble,  va li d - lo ok i ng  but  fa ke   m essage when   an  inc orrect ke y  is used   f or d e crypti ng a cip he rtext. I t  do e s  no t y ie ld un der a b r ute - force a tt ack  and   it   was  pro po s ed  f or   pass words  a nd   PIN s  an d  hav e  bee n  im ple m ented  in  t his  reg a r d  su ccess fu ll y  [ 19 - 20] .  Howe ver,  HE   has  no t  bee n  ap plied   for   the  secu rity   of   natu ral  la ngua ge  m essage s   s uch  as   e m ai ls,     hu m an - gen e rat ed  doc um en t s   and   ce rtai n  f orm at s  of   m essage .   T he   ap plica ti on s  of  the  st and a r d  HE  pro po s ed   by  [ 1 9 - 20 ]   a r e  preci sel y  for  p ass word s   t o  protect   pa ss words  or  lo w   m in - ent ropy  keys  to   protec t   high    m in - entr op y   ke ys.  I nd ee d,  th e  auth ors  of  H E  le ft  as  a n  open   chall e ng e ,   it s  ada ptati on  to  natu ral  la ngua ge   m essage wh e n t hey m ade th is st at e m ent,    “ ... fo r  hu man - gen e ra te d  m es sa ge s  ( p as sw ord  v au lt s,   e - m ail,  et c. )   ( ... )   i s  intere sti ng  as  a  natur al  langua ge pr oc essing pr oble m . ” [ 19 ] , [2 0 ] .     Wh il e  so m e   researc h  ef f or ts  ha ve   be en  m ade   towards  a dap ti ng  the  sc hem e  to  enc od e     hu m an - gen e rat ed  m essage ,  the   current  proposals  are  al l  s us ce ptible  t o  a   Cho se n - Ci ph e rtext  Atta ck  ( CC A) .    A  CCA   is  a n  at ta ck  m od el   fo r  c ryptanaly si s  in  w hich  t he   adv e rsa ry  col le ct s  inform ati on,  at   le ast   in  par t,     by  sel ect ing   a  ci ph e rtext  an d  decr y pting   it   by  try ing   rand om   keys.   This   at ta ck  is  inev i ta ble   wh e n  pa rts  or  fr a gm en ts   of   t he  plai ntext  m essage  is  rev ea le d   in  the  dec r ypte d   m essage.  A  pr act ic al   a t ta cker   ca n  easi ly   us e  the  re vealed  pa rts  of  the  m essage  to  f or m   oth er  par ts  of   t he   m essage  an d  recove r  the  plainte xt  an d  the   key .  More ov e r ,  s ome   of   t he  pr opose d  ap proac h es  do   n ot  scal e  w el l;   they   fail   to  m od el   hum an  la nguag e   w he n  us e d  to en c ode  h u m an - ge ner at e d d ocu m ents, thus , f ai li ng to  con vin ce t he  at ta c ker that   he has  the tar get m ess age.   This  pa per   see ks   to  ad dr ess  t he  shortfall s  of  the  sta nd a rd   Honey  encr y ption   schem e  and   pro posal s  m ade  by   the  nota ble   res earch   ef forts  in   this  dom ai n .   T he  pr i ncipal   obj ect ive  is  t o  e xtend  the H E schem es  to  ada pt  i t  for   encodin g  natu r al   la nguag e  m essage.  O ur   a ppr oac h  al so   a ddres se s   the  C CA  at ta cks  whic h  cu rr e nt   ap proac h  fail   to  cur ta il .  We   em plo ye d  Natu ral  la ngua ge  proce ssin g  too ls  an d  te ch niques  to  buil d  co nv i ncin g  deco y   m essage  wh ic h  will   be  ser ved   to  a n  at ta cker   that  trie s  to  decr ypt   a  ci ph erte xt  usi ng   inc orrect   keys .    This   strat egy   will   ultim a te ly  al low  encr y pt ion   of  oth e r  form at s  sp eci fical ly  hu m an - gen e rated   m essages,     s u ch   as  em ai ls ,  w ritt en  doc um ents,  et c.   Fi gure  1  prese nts  how  t he  c onven ti onal   e ncry ption   sc hem e   wor ks  durin g  a  bru te - force att ack .   I n sum m a ry ,   the co nt rib ution s  of this  resea rch  inclu de   the  foll ow i ng :   a.   C reati ng   a  str uc ture  t hat  al lo ws   a  m essage   to  be   e ncode d  entir el y   in  bina ry.  As  a   res ul t  of  the  e nc odin g  strat egy,  m os t  bin ary  stri ng s   produce  a  sy ntact ic al ly   cor rect  m essage  wh ic h  is  capa ble  of   foolin g  an   adv e rsa ry in se arch o f  the  p la i ntext a nd k ey .   b.   The  pro pose d  schem e  add res s  CC A  at ta ck  by  gen erati ng  a  m essage  struct ur e  that  does  not  rev eal   any  pa r t   of   the  plainte xt   in  the  deco y  m essage  and   f ai le d  decr ypti on  ( inc orrect   ke y)  produces  ra dical ly   diff ere nt   m essages fr om t he plai ntext.   c.   Len gth   of  plainte xt  is   co ncea le d  by  ap pe nd i ng  a  rand om   bin ary  stri ng  to   the  ci pherte xt  s ince  the   d eco de r   runs  unti l  the  sentence  is  pars ed  an d  then  sto ps .  T his   way  the  at ta cker   is  unable  to   dete r m ine  the  le n gth   of  the p la inte xt .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Mo difi ed  ho ne y encry ptio n  sc hem e  for  en c odin g na t ural l angu ag e  m e ssag e   ( Abiodun  Esther  Omola ra )   1873   d.   First  su ccess f ul   i m ple m entat i on   of   a  pro va bl e  secur e d  nat ur al - la ngua ge - base d  hone y  encr y ption   sc he m e  and it s  ada ptati on to natu ral la ngua ge  m essages.             Figure  1 .  Br ute - f or ce  att ack  on  c urren t  c onve ntion al   enc ryption m et ho d  on a  pass w ord v ault       An  at ta cker  th at   intercepts   a  plainte xt  a nd  s ub m it s  rando m   pass w ords  get   non - un if orm l y  distrib ute d  char act e rs  as  lon g  as  he  sup plies  an  inco rrec t  key.   This   is  a  cl ear  disti ng uis her   that  he   has  no t  achie ved   the   plainte xt.  He  con ti nues  t o  try   rand om   keys  un ti l  he  ge ts  a  valid - lo okin g  m essage.  As  soo n  as  he  gets   plausi ble,  un i f or m ly   distribut ed  c har act ers ,   then   he  is  s ur e   he   ha s  ac hieve d  t he   m e ssage  a nd   t he   key .    Fo r   exam ple,  in  Fig ure  1,  w hen   t he  at ta ck er  gets  ‘12 3456’ ,  he  knows  t hat  he  has  ac hi eved   t he  key.   He  is   certai n  he  ha s  t he   correct   key   becau se  ‘12 3456’  is  distrib ut ed   eve nly   and   this  is  m ade  wo rst  as  us e rs  te nd   to   us e  sim ple,  e as y - to - guess  pa sswor ds .  Als o,   the  a t ta cker s   are  awa re  of  how  use rs  c hoos e  wea k   pa ss words   (b ase d o n  the  past  r el ease  of   c om pr om ise d  p a sswor ds ).         2.   HON E Y  E NCRY PTI ON   The  int uiti on   of   Honey  e ncry ption   was  born e  by  Ju el s  a nd   Ri ste npa rt  [19 - 20]   after  obser ving  th e   high  rate  of  pa sswor d  be e n  c om pr om ise d .  F or  instance ,  usi ng   c onve ntio na l  encr y ption  s chem e,  if  plain te xt,    P  i s  a  16 - di git  Ma ste r  card   nu m ber   enc od ed  via  A SCI I  and   t he  co nv e ntion al   pass w ord - base d  enc r ypti on  schem e  is  us ed   as  c iph e r,   t he  pro bab il it y  that  any  Pi≠ P   is  a v al id A SCI I  en cod i ng  of  a 1 6 - dig it   strin g  wh i ch  is   neg li gi ble,  at   t   ( 10 / 256) 16   <  2  −74   .  He nce ,   an  a dversa ry  c an  rej ect   inc orrect  m essages  and  rec over   P  with  a   high  pro bab il it y   [19 - 20] .     Honey  enc rypt ion   prov i des  s ecur it y  beyo nd   the  brute - f or c e  barrier   by  producin g   ci phe r te xts  wh ic h,  upon  decr y ptio n  with  inc orrec t  keys,  yi el ds   pl ausible - lo okin g  plainte xts.   T he  strat e gy  he r e  is  to  c onf ound  the   li fe  of   the  a dv ersar y  by  m aking   m essage  re cov e ry  eve n  af te r  try ing   e very   cand idate   ke ys  to  be  im po ssible.   The  ce ntral  c om po ne nt  of  HE  is  cal le d  a  distrib utio n  trans form ing   encode r  ( DTE ) .   This   c om po ne nt  is   const ru ct e d   wi th  an  est im at e   of   the  m essage   distrib ution   pm .    Encodin g  a  m essage  sam pled  f r om   p m   sh oul d  pro du ce  a  “s eed”  val ue  wh ic h  is  uni form l y  distribu te d .  The  D TE  is  a  pai r  of  enc odin g  an d    decodin g  al gor it h m .   The  e ncodin g  al gorithm   is  ra ndom iz ed,   it   tak es  as  in put  a  m essage  M  ∈   M  and   outp uts  a  value  i n  a   set   S.  Also,  the   dec od i ng  al go rithm   is  determ inist ic   and  ta ke s  as  in put  a v al ue  S   ∈   S   an d  outp uts  a  m essage  M   ∈   M.  Wh e n  th e  seed  is  sup plied,  a  DTE  m ust   decode  c orr ect ly   to  the  pl ai ntext  but  f or   ever y  i ncorr e ct   key,     it   sh ould   decode  t o  a  pla us ible  m essage  s a m pled  f r om   t he  m essage  distribu ti on.   A  DTE  schem e  is  co rr ec t     if for  an y   M  ∈   M ,  Pr[de co de(enco de (M)) =  M]  = 1   [19 - 20] .   The  HE   sc he m e   con sist s   of  two  ste ps  usu al ly   ref err e d  t o  as  DTE - then   Enc rypt .  I n  the  fi rst  ste p ,    the  DTE   is  ap pl ie d   to  the  Me s sage,  M  to   obt ai n  a  See d  S.  I n  the  sec ond  ste p,   the   seed  S  is  encr ypte d  unde r  a  conve ntion al  e ncr y ption sche m e u sin g  the  key  K , yie ldin g an  HE  ci ph e rte xt C.  T he st eps  are  as  foll ows:   a.   The  enc odin g  process ,  w her e   the  Distrib ution   T ra ns f or m i ng   E nc o de r  ( DTE )  is  app li ed   to  the  plain te xt   fo ll owe d by a  conve ntion al  e ncr y ption sche m e.   b.   The  dec od i ng  process ,  wh e re   the  Distrib ution  Tra nsfo rm i ng  Dec oder   ( D TD)  is  a pp li ed   to  th e  ci phe rtext   fo ll owe d by a  conve ntion al  e ncr y ption sche m e.   The HE al gorithm  sh ow i ng  th e enc od e  and  de cod e   pr ocess  i s prese nted   i n Fi gure  2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   18 7 1   -   1878   1874   H o ney  Encry ptio n Algo rith m :     HEnc ( K,  M)     S ¬$ en co d e(M )   R ¬$  {0 ,  1 }n     S’  ¬  H ( R ,  K )    C ¬ S’ ⊕   S    return (R,  C)   H o ney  Dec ry ption Alg o rith m :     HDec  (K,  ( R,  C))   S’¬  H  ( R,  K)     S ¬  C  ⊕   S ’    M  ¬ deco d e(S )   return M     Figure  2. H one y enco ding a nd  d ec od i ng   al go rithm s       H  re pr ese nts   the   crypt ogra phic   has h  f un c ti on ,   K  re pr es ents  a   key ,   M  re presents   th e  m essage ,     S  re pr ese nts  th e  seed,   R  re presents  a  rand om   s tring ,  C  re pr ese nts  the   ci ph e rtext,  a nd  ¬$  re presents  un i form   rand om  assignm ent.       3.   PROP OSE D   APP ROAC H   Our  ap proac h  le ver a ges  the  powe r  of  dece pt ion   to  per s ua de   and   c onfuse  the  at ta cker   th at   he  has  the  or i gin al   m essage.  The   ex per i m ent  of  this  re search   are   im p lem ented  with  Pyt hon  3.63  a nd  Nat ur al   La ngua ge   Pr oc essin g  (NLP)  li br a ries.   The  NL P  to ols   capt ur e   the  rel at ion s hip   betw een  w ords  a nd   how   they   com bin e   to   form   m eaningf ul  sente nces.  Re ader s  i ntere ste d  in  detai l  t reatm ent  of   N LP  sho uld   see   [21] - [ 22] .  Th e   decoy   m essage  will   hav e  a  c om ple te l y  diff eren t  m essage  struct ur e  f r om   the  or iginal  m essage   (p la intext )   but  will   hav e  a  sem antic  and   co nte xtua l  m eaning .   Ea ch  m essage  to  be  enc od e d  is  treat ed  as  a  string   of  sente nc e  an d  processe d  as  a   gr am m atical   featur e  in  t he  En glish   La ngua ge.   Eac h  wor d  is  cl assifi ed  base d  on  the   pa rt  of   sp eec h  by   it s  s ynta ct ic   functi on s .  In  the   E ngli sh   La ngua ge,  the  m ai n  pa rts   of  s peec h  a re  noun,  pro noun,   ve rb,   adv e r b,   ad j ect ive,  prep os it io n,   inter j ect io n,  conjuncti on  and   determ iner.   Fig ur e  3  s hows  how  nouns  are   processe d  a nd  encr y pted,  an d  Fig ur e  4  s ho ws  a  flo wch a rt   of  the  c om plete   syst e m   of   our  pro posed   sc hem e .   Figure  5  s how s  how  nouns  a re  pro cesse d   a nd   dec rypted   and   Fig ur e  6  s hows  a  flo wc ha rt  of  the  c omplet e  syst e m   of   our  pro po se d  sche m e.   In  s umm a ry,  we  c reate  a  struc ture   tha t  al lowe d  a  se ntence   to  be   e ncode d  com plete ly   in  bin ary.  As  a   resu lt   of  the   encodin g  stra te gy,  m os t  bi nar y  strin gs   pro duce  a  synt act ic al ly    correct  se ntenc e.       Alg o rith m  1: No u n  E n co d in g   1 : Get  syns ets f o r  t h e  noun   if  perso n al no u n     Drop  sy n sets   with   n o n - p erso n al  m ean in g  f o r  th e  n o u n   ( i.e. ,   u sin g   m u m  to r ef er  to  a  f lo wer)   Else     Drop  sy n sets  with  p erso n al  m eani n g  f o r  th e  noun   ( i.e. ,   u sin g   a  dog   to  r ef er  to  a  p erso n )   if  sy n set list is n o n - e m p t y     Ran d o m l y  select  s y n set f ro m  list   Else     if   th e  noun   is  a  p ro n o u n       Set of f set to  the len g th  o f   th e  list o f  n o u n s in  word n et pl u s o n e and  enco d e  in  bin ary       Enco d e pro n o u n     Else       Set of f set to  the len g th  o f   th e  list o f  n o u n s in  word n et pl u s   two  and  enco d e in b in ary       Enco d e un k n o wn  word     return  b in ary strin g   2 : Get  th e  p ath   f rom   th e  roo t   o f  word n et no u n  tr ee to selected  sy n set   if  perso n al no u n     Drop  no d es in  the p ath  that are  p ar en ts to  " p erso n  no u n "  syns et   Else     Drop  no d es in   th e  p ath   u n til " p erso n  no u n "  syns et is no t in  th e  p ath   Ran d o m l y  select  a  n o d e in  th e  re m ain in g   p ath  to b e su b t ree  roo t   Enco d e of fset of   th e  selected   n o d e in  t h e  list   o f  word n et's n o u n s in  bin ary   wh ile no t at  th e  d e sired   n o d e ( n o u n  p ass ed  in)     Ap p en d  1 to  bin ar y  enco d in g  to in d i cate that  se a rch   is  n o t co m p lete     Fin d   th e  in d ex   o f  n ex t no d e in  th e  p ath   in   th e  list   o f  curr en t r o o t's ch ild ren     Enco d e ind ex  in b i n ary  and  app en d  to  a  strin g   Ap p en d  0 to  bin ar y  enco d in g  to in d i cate that  se a rch   is  co m p let e   Fin d  ind ex  in  th e  list   o f  sy n set's  le m m as o f   le m m a  con tai n in g   th e  d esired   n o u n   Enco d e ind ex  in b i n ary  and  app en d  to  a  strin g   3 : r etu rn b in ary str in g     Figure  3 .  Pse udoc ode  for  im ple m enting  Enc rypt   Algorithm  of the  Pro pose d (Mo dified ) H on ey   Enc ryptio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Mo difi ed  ho ne y encry ptio n  sc hem e  for  en c odin g na t ural l angu ag e  m e ssag e   ( Abiodun  Esther  Omola ra )   1875       Figure  4 .  Pro pose d   e ncodin g al gorithm         Alg o rith m  2: No u n  Decod in g   1 : E x tract  o f f set f ro m  bin ary strin g   if  pro n o u n     return d ecod in g  of   th e  p ron o u n   if  un k n o wn  word     return d ecod in g  of   th e  u n k n o w n   wo rd   2 : Get  syns et  of   a  noun   at giv en  o f fs et in  th e  list   o f  wor d n et's n o u n s an d  s et as r o o t   wh ile no t at  th e de sired  no d e ( th e f irst characte r  in   th e  b in ary  st ring  is no n - zero )     Extract of f set f ro m  bin ary  st ring     Set child  at  o f f set in  the list o f  r o o t's ch ild ren to  new roo t   3 : E x tract  l e m m a  n u m b e r  f ro m   a  b in a ry   st ring   4 : Get  sp ecif ied  le m m a   5 : r etu rn  th e  n a m e   o f   th e  le m m a   (des i red n o u n )     Figure  5 .  Pse udoc ode  for  im ple m enting  de cr ypt   al gorithm  of the  prop os e d (m od ifie d) ho ne y encry ption           Figure  6 .  Pro pose d   decodin g al gorithm   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   18 7 1   -   1878   1876   Note  that :   Nouns   in  Wor dn et   a re  orga ni zed  usi ng  a  tre e  structu re  with  ge ne ral  co nc epts  at   the  r oo t ,  m ov ing   to  spe ci fic  nodes  at the le aves.   W e  u ti li ze this str uctu re  for  e ncodin g o f  al l n ouns wit hin  t he  e ncodi ng alg or it hm .   Verb   le m m as  in  Wo r dnet   are   store d   with  li sts  of   v er b  fr am es.  The se  are  t he  possi ble  str uctu res  of  se nt ences  us in g  t hat  ve r b.     F or   e xam ple,  "So m ebody  ap pear s"   is  a   valid  sente nc e  struct ur e   but   "So m ebody  a pp ea rs  so m et hin g"  is  no t.   Pron oun enc odi ng /dec od in g : Hav e  a list  of  pro nouns,  e nc oded  as  a n  offse t   in  the  li st .   Un k no w n  enc od in g/deco din g:   Each  let te r  e ncode d  as  a  posit ion  in  the al ph a bet  (0 - 25)   Art ic le  enc od i ng /dec od in g :  0/1   f or   not exis ts/ exists, the n 1/0  i f  the/a   Conjuncti on  e ncod in g/dec odi ng :  Hav e  a list  o f  con j unct i on s , e nc od e d  a s an o ff set  i n  t he  li st .     A  gen e ral  us e   case  of  the  pro po se d  al gorithm   is  to  co m bin e  it  with  any  c onve ntion al   ci phe r .     Fo r  i ns ta nce,  t he  sen der   will   encr y pt  this  bin ary  strin g  wit h  a  ci ph e r  ( AE S,  RC 4,   T wofish,   et c. ) .  A  wrong  key   will   produce  an  inc orrect ly   encode d  stri ng   w hich  s hould   decode  to   a  se m antic ally  cor rect  m e ssage .     On ly   wh e n  the   co rr ect   key  is  app li ed   s hould  the  plainte xt   de cod e   c orrectl y.  A ny  inc orre ct   key  ( flip ping  a   bit )   will   decode  c orrectl y  to  a  val id  m essage  wi th  com plete ly   diff e re nt  le ngth  a nd  str uctu r e  from   the  pla intext.  Our  ap proac h  i s  com plete ly   diff e ren t  f ro m   existi ng   ap proac h  beca us e  no   pa rt  of   t he  plain te xt  will   be  revea le d   durin g  decr y ption   with  i ncor rect   key.  This   ap proach  m a kes  it   im po ssible  f or  the  a dversa ry  to  ca rry   ou t  a   chosen   ci phert ext att ack.   We  c on si der  a   case  w he re  an   em a il   is  to  be   enc od e d  us in g  our  a ppr oac h.   For  insta nce ,  each   em ail   us ua ll y  sta rts  with  so m e  gr e et ing   an d  will   us ua ll y  end   wi th  a  goodbye   m essage.  An   a dv e rsa ry   exp ec t ing   a n  e m ai l  w ho   get s   instea d  a  te xt  no t  sta rtin g  f r om   this  ty pe  of   gr eet in gs   will   qu ic kly  discar d  the  m essage.   In   this  case ,  we  def i ne   encr y ption   prot oco l  diff e re ntly .  W e  ass um e  that  e m a il - m essage  shou l d  al ways  sta rt  from   th e   gr eet in g  an d  fi rst  few  b it s  will   encode  one  of  the   possi ble  greet ing’s  va riat ion s .  This w ay   it   is  no t  po ssi ble  f or   any  enc ryptio n  key  to   get  t he  resu lt s  with ou t   greet ing s   an d  goodbye.   T herefo re,   t he  high er  prob a bili ty   of  t he   deco y   m essage   is d one   by r est rict ing   pote ntial   us er   f or m at  o f  the  m essage .   An   eas y  im ple m entat ion   wi ll   be  to  de fine  th ree  pa rts  of   t he  m es sage  w hic h  a re  al lowe d.    Fo r  in sta nce,  1)   G reeti ngs  with  one  of   th e  fo ll ow i ng   opti ons:  00   -   " Hell o ",   01  -   " Hi ",   10  -   "Gree ti ng s ",     11  -   "G ood  ti m e  of   day";   2)   m idd le   sentence  with  the  fo l lowing  opti ons :  00   -   "how  ar e  you ?   ";   01 - " Fine";     10 - "h avi ng   a  ha rd   day";   11  -   "l et' s  m eet " ;  3)   Goo d  byes :  00  -   "B ye ";   10  -   "Lo okin g  f orward";   01  -   " ha ve  a   nice  day";   11 - "B est   wis hes ”   This  protoc ol   will   lim it   a m ou nt   c omm un ic at io n  ver y   m uch ,  but   e ver y   com bin at ion   or  key  can  le ad   to   a   m eaning f ul   m essage.  T her e  is  no  way   fo r  the  at ta ck er  to   guess  if  his  key   was  i ncorr ect .        4.   RESU LT S  AND A N ALYSIS    To  eval ua te   ou r  pro posed  sys tem ,  we  te st  with  a  con tr olled  am ou nt  of  noise   ad ded   t o  a  ci ph erte xt   ( i.e. ,   1%  wr ong,   5%  wron g,   e tc . )  a nd co m par e the  san it y  of r es ulti ng  m essages.     Wor d  Co unt:  T he nu m ber   of  words e ncode d   No ise  Added:  Perce ntage of  ra ndom  b it s f li pped  ( i ncorr ect   key)   Chan ge  in  the  Wor d  Count:   Wh e n  the  ad ve rsar y  trie s  to  de crypt  with  the   key,  how  m an y  sane  wo r ds  wer e  g e ner at e d .   P im por tant :  Ho w  m any  i m po rtan t   words  f r om   t he  unde rly ing   plainte xt  a ppea r   in  t he  decr y pted  m essage   wh e n  t he  a dversar y  trie s   in correct   keys .  We  d efi ne  P im portant   as  ver y  im po rtant   key words  in   the  plainte xt   (no un s ,  pro noun, ve rb, a dv e rb, adjecti ve ) whi ch  m us t no t a ppear  in  t he  e ve nt of  decr y ptio n wit h wro ng key s.   P regular :   Ho w  m any  regular  words  f ro m   the  under ly in g  pl ai ntext  app e ar   in  the  dec ryp te d  m essage  wh e n  t he  ad ve rsar y  trie s  i nc orrect   keys.   We  def in e  P reg ular   as  com m on   w ords  in   the  plainte xt  (d et e rm iner,   conj un ct io n,  in te r j ect io n ,  pr e posit ion).  T his   is  essenti al   bec ause  re gula r  w ords  help  f orm   a  sentence  a nd  they   app ea r  i n  e very   m essage  a nd  can no t   be   use d  to   rec over   the  plai ntext.  Fo r   e xam ple,  a,   the,   of ,   on  et c   ar e   essenti al   to  f orm   sentence .   Ti m e - ta ken :  T he  tim e  i t  ta kes  to  decr y pt  us i ng   our  propose d  m et ho d.   Per f orm ance   of the  pro pose d  m od ifie d h on ey  en cry ption s chem e   as sh ow n  in  Ta ble 1.                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Mo difi ed  ho ne y encry ptio n  sc hem e  for  en c odin g na t ural l angu ag e  m e ssag e   ( Abiodun  Esther  Omola ra )   1877   Table  1.   Per for m ance of th e   P rop os ed  Mo dif ie d  H oney  E nc ryptio n  Sc hem e   W o rd Co u n t   No ise  Ad d ed   (%)   (bru te - f o rcing   with   in co rr ect ke y s)   Ch an g e  in   th e   wo rd   an d   wo rd  co u n t  d u ring   d ecry p tio n   Ch eck  if   CC A  i s  p o ss ib le  (Any  revealed   wo rd  f ro m   th e  p lain tex t  in   t h e decry p ted  ciph ertext? )  P i m p o r tan t   P r eg u lar   Ti m e - tak en   to   d ecry p t  ( m s )   4   4   53   0   0   1 .90   7   2   59   0   4   2 .23   10   3   54   0   5   3 .12   15   2   62   0   4   3 .23   20   3   71   0   7   4 .40   25   4   88   0   6   4 .89   28   5   97   0   9   7 .10   38   1   105   0   6   9 .30   43   8   127   0   8   1 0 .11   48   7   156   0   9   1 3 .21   82   5   304   0   12   3 1 .11       5.   DISCU SSI ON     The  pro pose d   m od ifie d  hone y  encr ypti on  schem e  e m plo ys   a  no vel  ap pr oach   for  ada pting   the  honey   encr y ption  sch e m e  to  sup port  the  s uccess fu l   enc od i ng  of  hum an - ge ner at e d   m essage  w hi ch  has  bee n  an   ope n  pro blem   since   the  sc hem e  was  pro po se d  [19,2 0].  T his   novel  i nv e ntion  bri ngs  ne w  ben e fits  as   well   as     so m e lim it a ti on s.   In   s umm ary,  we  we re  able  to  create   a   structu re  w her e  m essages  are  encode d   in  bi nar y  su c h  that   m essage  rec o ve ry  bec om es  im po ssible  f or  an  a dversa ry  t hat  interce pts  a  ci phertext   a nd  trie s  t o  dec rypt  it  us in g  ra ndom   keys.  T he  sta nd a r d  HE   sch e m e  was  desi gn e d  a nd  pro vid es  pro va ble  secur it y  only   in  th e   con te xt  of   Pas swor ds ,  Pi ns   a nd   RS A  Keys .   Re search  ef f ort s  over  t he  ye ars  to  exte nd   i t  fo r  e ncodin g  la rg er  do m ai ns   (s uch  as  hu m an - generate d   m essage)   has  fail ed  to   produce  c onvi ncin g  dec oy  m essage,  do  not  scal e   well .  W orst  is  they   rev eal   str uctu ral  inf or m at ion   of  the  un der ly in g  plaint ext,  thus,  the  vulne rab il it y  to  chose n  ci ph e rtext  at ta ck  (CCA)   w hi ch  m akes  the  pro bab il it y  of  m essage  rec ov ery  hi gh.  Our  pro po se d  a ppr oach  is   the  first  su cce ssfu l  im ple m e ntati on   of  ada pting   the  hone y  encr ypti on  schem e  fo r  sup portin g  enc od i ng   of   hu m an - gen e rat ed   m essage.  It  produces  a  pl ausible   m essa ge  that  is  good  en ough  to  de cei ve  the  ad ve rsar y.   More  im po rta ntly ,  the  crit ic al   m essage  ( ke ywo rd s )  that   the  sen der   m igh t  wa nt  to  protect   is  com plete ly  con ceal e d  a nd   cannot  ap pea r  durin g  decr ypt ion   with  inc orr ect   keys,  ther e by,  co unte rin g  the  CC A.   How ever,  we  m us t  state   that  ou r  ap pr oach   im pacts  t i m e  wh en  the   m essage  gets  la rg er.  F or   th is  lim it a ti on ,  we  are   think i ng of  othe r way s to  c urt ai l t his in our  ne xt r esea rc h  e f forts.       6.   CONCL US I O N   In   the  c onve nt ion al   enc rypti on   sc hem e ,  m essages  a re  en cod e d   in  AS C II   ( or  UT F - 8 ,  et c. )   w hich   m akes  them   pr on e   t o  a  brute - force  at ta ck ,  a s  an  a dv e rsa ry  who  trie s  t o  de crypt  a  ci pher te xt  can  easi ly   filt e r   ou t  c orrect   m essages   f ro m   incorrect   on es   ba sed  on  the   non - un if orm   distribu ti on  of  th e  cha racters .   Honey   encr y ption   (HE)  offe rs  a  co unte rm easur e  to   the  co nv e ntio nal  enc ryptio n  schem e  by  of f erin g  a  ba rr ie r  agains t   brute - force  at ta cks.   H E  is  a  deco y - base d  e ncr y ption   sc he m e  wh ic h  yi eld s  plau sible  lo ok i ng   plainte xt s  under   decr y ption   with  inc orrect  ke ys  su ch  t hat  de crypti on  at te m pts  al on e  ar e  insuffici ent  t o  rec over  t he  correct   plainte xt.   As   a  res ult,  an   a dv e rsa ry  is  m ade  to   belie ve   he  has  t he  plainte xt  wh e n  wh at   he  ha s  is  a     deco y - m essage.   In   this  pa pe r,   we  m od ifie d  the  HE  sc hem e   to  su pp or t  the   encodin g   of  hum an - ge ner at e d   me ssage  by  le ver a ging  nat ur al   la ngua ge  processi ng   te c hn i qu e s.  O ur   a ppr oach   m od el s  the  connecti on  betwee n  wor ds   with   the  sp eci fic  go al   of   ca pturin g  the  patte r ns   of  la ngua ge  to   form   synta ct icall y  and   sem a ntica ll y  m eani ngf ul   m essage  as  a  fra m ewo r k  to  bu il d  real ist ic   bu t  fak e  m essages  as  deco ys  w hich  is  serv e d   to  an  ad ver sa ry  try ing  to  decr y pt  the  ci ph e rtext   us i ng  an  in valid - ke y.  Fo r  in sta nc e,  an  at ta cker  that  intercepts   an  encr y pted  e m ai l   m essage  and   tr ie s  to  decr ypt  the  m essage  gets  a  plausib le   em ai l  m essage ,   a nd   he  is  foole d   into  belie ving  he   has  the  or i gina l  e m a il   m ess age .   The   m essage  struct ur e  and   m essage  le ng t h  co ntaine d  in  the  unde rly ing   m essage   is  kep t  entirel y  secret  and   fail ed  de crypti on  pro duces  ra dical ly   diff e re nt  m essage  from   the  or iginal   m essage  as  d e coys   m essage,  and   su c h  feat ur es  can  be  use fu l  for  s ucc essfu ll y  co nce al ing   a nd   prot ect ing   e m ai ls and   hum an - w ritt en  docum e n ts   that ar e top secret .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   18 7 1   -   1878   1878   REFERE NCE S     [1]   Gam ido  HV ,   Sis on  AM ,   Medina   RP . ,   " Modifi e d  AE S  for  Te xt   and  Im age   En c r y pt ion, "   Indon e sian  Journal  of  El e ct rica l  Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e  ( IJ EE CS) ,   vol .   11( 3),   pp .   27 ,   Ma y   2018 .   [2]   Chandra ka la   N ,   Rao  BT . ,   " Migrat ion  of   Virt ual   Ma chi ne   to   improve  the  Secur ity   of   Clo ud  Com puti ng, "   Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ri c al  and  Comput er  Engi n ee ring   ( IJE CE) .  vol .   8(1) ,   pp.   210 - 9 ,   Feb   2 018 .   [3]   Sulta npur e   KA ,   Gupta  A,  Redd y  LS. ,   “ An  Eff ic i ent   Cloud  Sched uli ng  Algorit hm   for  the   Conserva ti on   of  Energ y   through  Broadcasti ng, ”   Int ernati onal  Journal  of  Elec tri cal   a nd  Computer  Engi ne ering  ( IJE CE) ,   vol.  8(1 ) ,    pp. 179 - 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