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.   10 ,  No.   6 ,  Decem ber   2020 , p p.   6582 ~ 6591   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 6 . pp 6582 - 65 91          6582       Journ al h om e page :  ht tp://i je ce.iaesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Authenticati on a nd  p assword  s t oring  i mp rovemen t using   SXR alg or ithm  with  a hash fun ction       Jakk apon g  P ol po n g 1 ,  P ongp isi t  Wu tt idi t tacho tt i 2   1 Facul t y   of  Infor m at ion  T ec hnolo g y   and  Dig ital  In novat ion ,   King  Mongkut’s Unive rsit y   of T ec hnolog y   Nor th   Bangkok ,   Th a iland    2 Depa rtment of  Data   Com m unicati on   and   Netwo rking,   Fa cul t y   of   Inform at ion   Tec hnolog y   and   Dig it al Innovation ,     King  Mongkut’s Unive r sit y   of  T ec hnolog y   Nor th   Bangkok ,   Th ai l and       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   13 , 20 20   Re vised  Ju n   2 ,   2020   Accepte d  J un   1 5 , 202 0       Secur e  p assw ord  storing  is  esse nti al  in   s y st ems   working  base d  o n  passw ord  aut hen ti c at ion .  In  thi s  pape r ,   S XR  al gorit hm   ( Split ,   Exc lusiv e   OR,  and  Repl a ce )  was  proposed  to   impro ve  se cur e   passw ord  storing   and   c ould  al so  b e   ap plied  to  cur re nt  aut h ent i cation   s y stems .  SX R  al gorit hm   consiste d  of  four   steps .  First,  the  rec e ive d   passw ord  from   users  w as  hashe d   throu gh  a   gen eral   hash  func t ion .  Second,  the  ra ti o  and  th e  num ber   of  it e rations  fro m   the   sec r et  ke y   ( userna m e  a nd  passw ord )  w ere  c al cu la t ed .  Thi rd,  th e   hashe d  passw ord  and  rat io  w ere   computed,   and  t he  hashe d  passw ord  was  divi ded  base d  on     the   r at io   ( Split )  int o   two  v al ue s .  Both  the  values  were   applie d  to  XO R   equa t ion  accordi ng  to   the  num be r  of   i te r at ions,   r esult ing   in   two  new  va l ues .  La st,   th e   obt ai n ed  v al u es  wer e   con cate na te d   a nd  stored   in   th e  d ataba se   ( Repl a ce ) .   On  eva luating,   complexi t y   anal y s es  and  compari son s  has  show n   tha t  SX R   al gori thm  coul d  provi de  at t ac k  r esistance   with  a  stron ger   hashe d   passw ord  aga in st  the  afo reme nti on ed   a tt a cks .  Consequent l y ,   ev en  if     the   h ac ker s  h ac k ed  th e  hashe d   pa ss word,  it   would   be  cha l le nging   and  would   consum e  m ore   ti m e  to  dec r y pt   the   ac tu al   on e,   because  the  pat te rn  of     the   stor ed  pass word  is  the  sa m e  as  the  one   t hat   h as  be en  ha shed  through     the   g en er al   h ash  func ti on .   Ke yw or d s :   Dict ion a ry  a tt acks    Hash  f unct ion   Passwor d  s ecu rity   Secu re  p ass word  s to rag e   Copyright   ©   202 0   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 :   Pongpisi t  Wu tt idit ta cho tt i ,    Dep a rt m ent o f Dat a Com m un ic at ion  a nd N et work i ng ,   King Mo ng ku t ’s Un i ver sit y o f  Tec hnology  North  Ban gkok ,   1518 P rac har at  Sai 1 R d. Ba ngsue , Ba ngkok 1 0800, T haila nd.   Em a il :  po ngpis it . w@ it . km utn b . ac . th       1.   INTROD U CTION   In   th e  21 st   c entu ry,  I nform at ion   Tech nolo gy  play s  a  sign ific a nt  r ole  in  our  da il y  activiti es .    Ma ny  age ncies   rely   on  in f or m at ion   te ch nolo gy  f or  acce ssin g  var i ou s   ser vi ces  on  t he  inter net  s uch  as  fi na ncial   transacti ons,   e - m ail,  so ci al   ne tworks ,  rem ote  de sk t op,  acc ess  via  c omm a nd  li ne,  et c .  The  us a ge   of   v a rio us  serv ic es   c on sis ts  of  t hr ee   par t s :  Con fi den ti al it y,  In te gr it y,  a nd  Av ai la bili ty   [ 1 ] .  Co nf id ent ia li t y  m eans  stori ng   the infor m at ion  or k e epi n g  t he  infor m at ion  co nfi de ntial , wh ic h  only  all ow s  access to th ose  w ho  hav e t he  r ig ht   to  the   in form ation .  In te gr it y  m eans  pr otect ing  the   in form a ti on   t o  rem ai n  com plete   and  a ccur at e .  Ther e   sh oul d  be  a   ver ific at io n  m echan ism   to  c hec k  f or  al te rati on s   that   m ay   occ ur  without  per m issi on .  Av ai la bili ty   m eans     the  abili ty   to  acce ss  the  net work  data  or  resou rces  wh e nev e r  necessa r y .  In  ot her   w ords,  a  pe rs on  with     the  rig ht  or   pe r m issi on   to  acce ss  the  netw ork  inf or m at ion   or   data  s ource  can  acce ss  it   at  al l  tim es  witho ut   any   la te ncy   [ 2 ] .   Secu re  Pas sw ord  St or i ng  is   a  crit ic al   issu e  [ 3,   4 ] ,  a nd  there   are  m any  m e tho ds  to   c hoos e   f ro m   crypto gr a phy  t o  t he  us a ge  of  a  has h  f un ct io n .  The se  ca n  c hange   the  m essages  so  that  t hey  c ou l d  no t   be  read  as  act ua l   m essages   anym or e  or  in   s om e  cases,  e ve n  if   th ey   co uld  be   re ad,  they   co uld  not   be   unde rs tood .    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       Auth e nticati on  and p as swo rd  storin g   im prov emen t  us i ng ...   ( Jakkap ong Pol pong)   6583   The  m ai n  go al   of   sto rin g  pass words  secu rely   is  to  pr otect   confide ntial   inf or m at ion   from   us ers  with  m alici ou s  intenti on,  pr e ve nt  data  le aka ge,   a nd  to  pr e ven t  dat a  f ro m   bein g  c hange d  du rin g  tra nsm issi on .  The  s yst e m   sh oul d  able  t o  detect   w hethe r   the  data  has  c hange d  durin g  any  tran sm issio n .  Nowaday s,   we bs it es  with  m any   us ers   are   hacked,  m e m ber   li sts  co ntainin g  Usernam e,  E - m ai l,  and   Pass word,  as   well   as  ot her  inf or m a ti on ,   su c h  as  a ddres ses  or  cre dit  ca rd   i nfor m at ion .   Of te nly,   the  tr ap  f r om   the  web sit e  su c h  as   “ hav e   i  bee n  pwned ? ”  rev eal e d  t hat  m any  fam ou s   web sit es,   s uc h  as   A dobe ,  A poll o,  A vast,   Bi tTor ren t,   Li nkedIn,   a nd  Yahoo  had   been hac ke d  t o re veal m e m be rsh i p  in f or m at i on  [ 5 ] .    In   s umm ary,  t his  resea rc h  ai m s  to  desig n  a nd  de velo p  a n  al gorithm   to  increase  the   secu rity   of   st or e  us er  data  in  web   ap plica ti on s   rely ing   on   w orkin g  with  ha sh   functi ons  in   var io us   al gori thm s   su ch  as  MD5 ,   SHA1,  S H A25 6,   a nd  S H A51 2 .  Curre ntly ,  the  sec ur it y  of   the  MD 5  al gor it h m   has  been  sign ific a ntly   re du ce d  because   a   group  of  m al ic iou s  us e rs   can   at ta ck  it .  They  de velo p   pass w ord  c om par iso n  t ables  of  MD 5  cal le d  Ra inbow  Ta bles,  wh ic h  a re   la rg e   ta bles   cre at ed  from   the  has h  functi on  [ 6 ] .  These  ta bles  co ns ist   of  ge ner a l   basic  vo ca bula ry that i s   com m on ly  u sed  as   a p ass w ord .   In   orde r  to  im pr ove  sec ur it y  a nd   t o  m ake   it   diff ic ult  to  dec rypt  the  sec ure d  data  from   m al ic iou s  use ,  the  pa sswo rd  is  obta ine d  fro m   the  has h  f unct ion   by  s plit tin g  the   data  i nto   2  par ts .  The  rati o  ca n  be  ca lc ulate d  from   the  ( 1 )   c al le d  “ Sp li t ”.  Nex t   ste p  is  to   com pu te   the   nu m ber   of  work i ng  it erati ons  f ro m   ( 2 )   ( Iterati on ) ,    and  the n  ta king  the se  t w o  va lues  th rou gh  a  m at he m at ic a l  process   f ro m   ( 3 )   cal le d  “ XOR ”  ( Exclusi ve  -   OR ) ,    the  res ult  is  called  “ Re place ”.  The n,   the  tw o  values  a re  ar ra ng e d  to gethe r,   wh ic h  is  cal le d  the  SX R  al gor it h m   ( Sp li t,  Excl us i ve  -   OR,   Re pl ace ).  Finall y,  we   c om par e  at ta ck  res ist a nce  a nd  proce ssing  ti m e  between  tradit ion al   has h functi ons a nd e nh a nce d  sec ur it y has h f un c ti on s  with t he SXR al gorithm .       2.   LIT ERATUR E REVIE WS   This  sect i on   descr ibes   e xi sti ng  sec ur e   pas swor d  st or i ng  m et ho ds .  A  has h  functi on  is  sim il ar  to   encr y ptin g  by   a  te ch nique   of  c hangin g  the  form at   of  the  m essage .  The   ha sh  f un ct io n  will   cha nge   the  pas sw ord   into  rand om  char act e r s  a nd  ra ndom   nu m ber s .  Popul ar  has h  func ti on s  a re  MD 5  a nd   SHA - 1  [ 7,   8 ] .  The  t wo  feat ures  of  the   ha sh  functi on  to   inc rease  pass wor d  sec ur it y  are   as  f ollows :   the   has h  functi on  ca nnot   be   re ver se d,   and  the n  the  possibil it y  of  t wo  diff e ren t   pa sswor ds   ge ne rates   the   sam e   ha s h  value by  rand om   char act er s a nd num ber s  w hich  is  v e ry h a rd m et ho d.     A  m et ho d  us e d  to  increase  st r onge r   store d  pa sswor ds   ca n  be   done  by  us in g  a   sal te d  pa ss word .  It  ca n    increase  the  le ng t h  of  pass w ords  by  ad ding  a  rand om   nu m ber   of   data  set s  into  the  pa sswor d  that  th e  us er   enters  be fore  go i ng  th rou gh  the  has h  func ti on .  H ow e ve r,  there   is  a  li m it at ion   that  the   sal t  value   m us t  be   store d  in  the  database .  If   at ta cker s   can  ac cess  a  databa s e  with  sal t  val ues,   t hey  can  easi ly   decr ypt   to  get    the  real  pass w ord  [ 9,   10 ] .  Ma riam   and   S uj i tha  co nducte d  a  stu dy  on  sec ur it y  analy sis  of   sal t  an d  pas swor d  has hes .  This  r esearch  was  f ocused  o n   eva luati ng   the  effe ct iveness  of   s al t  in  passwords,   s uc h  as  pr efix  or   su f fix  wh ic h  c an  m ake  at ta c ker s  m or e  diffi cult  to  pr e dict .  If   t he  at ta cke r s   try   m any  exp erim ents  un ti l  they   fin d  the  f ix poi nt,  the  p a sswo r d   the n  c ould  not be  pr otect ed   [ 11 ] .      Pr at ham esh   et   al .   pr ese nted   a  te chn iq ue   to   in crease   the   sec uri ty   of  plain   te xt  pass wor ds  in  t he   ser ver  database .  The  researc h  offe re d  m et ho ds  of  e ncr y ption  by  process   Ju m bling - Salt in g  ( JS )  w hich   can   pr event   dicti on a ry  at ta cks  a nd  brute  f or ce   at ta cks   by   incre asi ng  t he   le ngth   of  t he  ci ph e rtext .  The  ci pherte xt   is  cho s e n  from   a  pr e defi ned   c ha racter   set   with   m od ul us   m at he m at ic al   fu ncti ons .  Wh e n   ex pe rim enting  with  AES   encr y ption,  it   was  f ound  that   this  m et ho d  m ade  decip he rin g  m or e  ti m e  and   m or e  s e cu re   [ 12 ] .  In  the   pr e viou s   m et ho ds,  al th ough  sal te d  r andom ly   assigned   t o  eac h  us er ,  it   was  ke pt  in  the  dat abase  as  a  c onsta nt .    The  vu l ner a bili ty   is  t hat  if  t he  data base  is   hack e d,  it   can  easi ly   identify   an d  us e   sal t  values  to  de cryp t   pass words .  Ther ef or e ,  if   the   us e  of  Access - base d  Salt s   tha t  cha ng e s   c onti nuously ,  it   will   m ake  the  pass wor d  m or e secur e   [ 13 ] .     In  ad diti on  to   increa sin g   th e  ef fici ency  of  the   hash  f unct ion,  C hawd hury  a nd  Habi b  propose d  m et ho ds   to  i nc rease  the  ef fici ency  of   M D5   i n  pas sw ord  se cur it y  us in g  si x  rese rv e  bits,  wh ic h  is  usual ly   no t  us e d  in   the   T CP  Hea der .   Encr y pting  pa ss word  us in g  ha sh   s houl d  be  perform ed  pri or   transm i tt ing   it   out   thr ough  the  ne twork .   Serv e r  side  the n  us es  the  val ues  fro m   the  TCP  He ader   t o  decr y pt   the  has h  pass word .     This  te c hn i que   m akes  it   ha rder  for  t hose  w ho  wan t   to   at ta ck  M D5  with   a  Ra i nbow  Ta ble  [ 14 ] .  The   SHA - 1  al gorithm   has  been   im pr ove d  to  increase  se cur it y  w hen   a ppli ed  to  web   a pp li cat io ns ,  es pecial ly   fo r  pa sswor d  has hing .  A  si m ple  qu ad rati c  f unct ion  a nd  sa lt   values   has   bee n  im ple m ented   to   inc re ase  the   c om pl exity   of  creati ng  a  has h  ta ble  wh ic h  m akes  it   dif ficult   to  at ta ck   [ 15,   16 ] .  Seong  a nd   Kim   had   ad op te d  hash  al gori thm s ,   su c h  as  SHA - 1,  SHA - 256 ,  an d  MD 5,   to  incr eas e  the  eff ic ie ncy  of   tra ns m itti ng   lo ng - dista nce  com m un ic at ion s   betwee n  t he   se a  an d  the   ground  to   pr e ve nt  i nfor m at ion   l oss  [ 17 ] .   G urpr ee t  et   al .   prese nted  t he  us e   of  M essage   Au t hen ti cat io n  Co de   ( MAC )  us in g  sec ret  cod e s  c reated   by   De oxyri bonucl ei c  Acid   ( DNA )  an d  Linea r   Ra ndom  N um ber   Gen e rato r  ( LCG )  to work  with the  h a sh f un ct io n  [ 18 ] .   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.  10 , No .  6 ,  Dec e m ber   2020  :   6582   -   6591   6584     Fr om   the  relat ed  w ork  disc usse d  in  t his  pa pe r,   m os t  of   the   existi ng   te c hniqu es  usual ly   ha d  f oc us e d  on  im pr ov i ng  t he  hash  f unct ion .  Althou gh  the  s al te d  pa sswor d  has   ca n  im pr ove  t he   ef fici ency  of   store   pass words,  it   m ay   req uire  stores  i n  the   dat abase .  The  pro po s ed  SX R  i n  this  pa per,  on  t he  oth er   ha nd,  fo c us es   on m anipu la ti ng the  origi nal hash  value  b y  S plit , XOR, a nd  R eplace  b as ed   on u s er nam e a nd p a sswor d .       3.   PROP OSE D   METHO D   At  pr ese nt,   al m os t  al l  web sit es  on ly   us e   one - facto r   aut he nt ic at ion .  T he   use r  just   e nter s   us er nam e  an d  pass word  to   a ccess  the   inf or m at ion   on  t hat  we bs it e .  Espe ci al ly ,   m edium   and   sm al l  web sit es  do  not  ha ve     a  budget   t o  use   TLS   or  m ulti - facto r  a ut hen ti cat io n  se r vices  [ 19 ] ,  s uc h  as   O TP,   bi om e tric ,  toke n,   et c .    This  m akes  the  web sit es  po s sibly   insecu re,   and   t her e  is  a   high  ris k  of  bein g  hac ke d   [ 20 ,  21 ] .  Most  us er s   pr e fer  to   us e   t he  sam e  us e rna m e  and  pa ss word  on  al l  we bs it es,  a nd  this   is  their   weakn ess .  When   an   at ta cker  decr y pts  this  in form ation   into  a  plainte xt,  the   at ta cker   can  use   that  us er na m e  and   pas sw ord  on   oth e r  we bs it es,   there by  i m per so na ti ng   t he  r igh tf ul  pe rs on .  The  at ta cker  m ay   gain  acce ss  to  im po rtant  an d  co nf i den ti al   inf or m at ion  from   these we bs it es if they  do  not ha ve p rofess ion al   data  protect ion  sta nd a r ds  [ 22, 23 ] .   This  researc h  has  div i ded  the   ex per im ental   m et ho d  into   tw o  par ts :  the  firs t  par t  is   the   sp e ed  te st,  an d  the  sec ond  par t   is  a   sec ur it y  te st  f or  at ta ck   f r om   m alici ou s  us ers .  I n  t his  e xp e rim ent,  we   app li ed   th e  operati ng  pr i nciple  of  m at hem atical   equ at ions,   cal le d  XO R  ( Exclusi ve   -   OR ) ,  w hic h  was  us e d  as   the  key  t o  t he  desig n  and  de velo pm e nt  of  al gorithm s .  XO R  was  use d  to   desi gn  th e  eq uations  f or   the  cal culat io n  of   t he  3  e qu a ti ons   to  inc rease   pa sswor d  secu rity .   The  first  e qu at io n  wa s  t he  e quat ion  t o  fi nd  the   rati o  ( Sp li t ) ,  the   s eco nd   equ at io n  was   the  eq uatio n  for  fi nd i ng   the  num ber   of  it erati on s  ( Iterati on ) .   The   third   e quat io n  wa s     a re placem ent  equ at io n  ( Re place ).  The w ork ing   of the  wh ole syst e m  is sh own  in Fi gure  1 .       S t a rt 1 .  T h e   p l a i n t e x t   p a s s w o rd   w a s   i n p u t . 2 .  A   h a s h   fu n c t i o n   w a s   s e l e c t e d . 3 .  T h e   h a s h   v a l u e   w a s   p ro d u c e d . 4 .  S X R  a l g o ri t h m   w a s   u s e d . 5 .  T h e   c i p h e rt e x t   w a s   o b t a i n e d   h e re . S t o p     Figure  1 .  Syst e m  w or kfl ows         The wo r kf lo w of   syst e m s  consi st ed   of f i ve  st eps ,  see  Figure  1 .   The  f irst st e p was   to  us e  th e p ass w ord   in  the   plain  te xt  f orm at   that  the   ge ne ral  public  c ould   un der sta nd .  The   seco nd  ste p  w as  to   sel ect   a   has h  functi on  that   was  us e d  for  t he  tr a nsfo rm ation   of  the   pas swor d  that   m a de  it   hu m an - re adab le ,   c on sist ing   of  popula r  al gorithm s,  su ch   as  MD5,  S HA1,  SHA2,  S H A224,  S H A25 6,   and  S HA5 12 .  The  t hird  ste p  wa s     the  res ult  of  the  ha sh   f un ct i on   f or m at   that  hu m ans  do  not  unde rsta nd .  With  eac h  da ta   passin g  th rou gh    the  has h  f un ct i on,  it   m us t  ha ve   be en   un e qual   an d  had  s pecif ic   cha racteri sti cs .  The   re su lt s   of  this   process   wer e   cal le d  hash  va lue .  The   four t h  ste p  was   t he   intr oductio n  of   the   S XR  al gorithm .   Th e  al gorithm   ha s  been  pro po se d  to  i nc rease  the  e ff ic ie ncy  of   th e  ha sh   val ues.   T he y  wer e   obta ine d  f ro m   the  pr e vious  ste ps   t o  m ake  it  m or e  com plex .  The  detai l  of   t he  w ork  proce ss  is  ex plaine d  in  Fig ure  2 .  The  la st  ste p  wa s  the  res ults  ob ta ined   thr ough the  S X R al gorithm .  This in form at ion  w as  uniq ue  a nd c ou l d  no t  be c al culat ed bac kw a r d .   The   S XR  al gorithm   was  us e d  t o  inc rease   the   ef fici ency  of  t he   has h  valu es ,  s ee  Fig ur e   2 .  First  ste p ,     the  pass w ord   was  us ed  t hro ugh  t he  has h  f unct ion .  Fo r  e xam ple,  the  use r nam e  was   “ Jakk a 1b 2 ”  and    the  passwo rd  was  “ Po l pong ”  after  pa ssin g  t he  has h  f unct ion  with  th e  MD 5  al go rithm ,  the  res ult  wa s   “ f75 40 c 6248 9302e - 37 5e48c 6e66 70f 6f2 ”.  To  c reate  t he  secret  key,  t he   first   4  ch arac te rs  of  the   pa sswor d  “ Po lp ”   a nd  t he   la st  4  cha rac t ers  of  t he   us e r nam e  “ a1b2 ”   wer e   us ed   t o  ge ner at e   the   sec ret  key  “ a1 b2Po lp ”.   Seco nd  ste p ,   t he  sec ret  key  was  c onfi gure d  t o  be  us e d  t o  cal culat e  the   r at io  ( sect ion   3 . 1 ) ,   and  the   nu m ber   of  it erati on s  ( sect ion   3 . 2 )  was  us e d  in  the   pr ocessin g .  Thi r d  ste p ,   the   fir st  equ at io n  w as  us e d  to  cal culat e    the r at io   ( 90 %)   an d  the  sec ond  e qu at io n  t o  c al culat e the  num ber  o f  it erati on s   ( 27, 548 ).   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       Auth e nticati on  and p as swo rd  storin g   im prov emen t  us i ng ...   ( Jakkap ong Pol pong)   6585   S t a rt 1 .  T h e   p a s s w o rd   w a s   u s e d   t h ro u g h   t h e   h a s h   f u n c t i o n . 2 .  T h e   s e c re t   k e y   w a s   c o n fi g u re d . 3 .  T h e   ra t i o   a n d   t h e   n u m b e r  o f  i t e ra t i o n s   w e re   c a l c u l a t e d   fro m   t h e   s e c re t   k e y . 4 .  T h e   h a s h   v a l u e   w a s   d i v i d e d   i n t o   t w o   p a rt s   b a s e d   o n   t h e   ra t i o   v a l u e . 5 .  T h e   t w o   s e g m e n t   h a s h e d   v a l u e s   w e re   X O R  t o   t h e   l a s t   i t e ra t i o n s . S t o p 6 .  T h e   v a l u e   o f  t h e   fi rs t   p a rt   w i t h   t h e   s e c o n d   p a rt   w a s   c o m b i n e d   a n d   s a v e d   i t   t o   t h e   d a t a b a s e .     Figure  2 .  SX R  al gorithm  w orkf l ow         In  the fo ur t h  ste p,  the  hash   va lue w as d i vid e d  into tw o  pa rts b ased  on  t he  values ob ta ine d  in the th i r d  ste p .  For  e xam ple,  th e  cal cul at ed  rati o  wa s  90 %  of   t he  ha sh   value   “ f7540c62 489302e 375e 48c6e 6670 f6f2 ” .  The  90 %  rati o  would  di vid e  “ F7540c 62489302e 375e 48 c 6e 6670  |  f 6f2 ”  and   t hen  bri ng  t he  di vid e d  values  t o  m ov e  the  bit  in  the  m idd le   by  m ov ing   f ro m   righ t  to  l eft .  The  res ult  would  be  “ 02e3 75e4 8c 6e6670   |  f6f2f 7540c6 24 893 ”   a nd  the n  “ 02 e 375e 48c6e66 70 ”.   Thi s  r esult   was   assigne d  as  t he  first  par t,   wh il e   “ f6f2f 7540c6 2489 3 ”   was  the  seco nd   par t  t o  be  use   in  the   ne xt  ste p .  To  c r eat e  the  ne w  pa sswor d,   t he  a uthors  us e d  both  valu es  from   the  four t h  ste p  t o  cal culat e  by  usi ng  the  SX R  e qu at ion   ( sect ion   3 . 3 )  w hich  perform ed  al l  cal culat ion s   accor di ng   t o  t he  nu m ber   of   i te rati on s  obta ined   f ro m   the  it erati on s   e quat ion   i n  the  fift h  ste p .    The  la st  ste p  was  to   colla te   the  res ults  of  the  cal culat io ns   from   the   fifth  ste p  by  c om bin ing   the  va lue  of     the f ir st pa rt w i th the se co nd  pa rt and sa ve d  it  to  the  d at a bas e .     3 . 1 .    R at i o  e qu at i on   The  rati o  ( 1 )  is  the  equ at ion   us ed  to  determ ine  the  rati o  of   the  passw or d  ob ta ined  fr om   the  cal culat ion  w it h  the h ash  fu nction .  Th e resu lt   was   div ided  into two  p arts as f ollow s :     [  ( ( ind e x [ 0 ]  ⨁   ind e x [ 4 ])  +   128 )  * ( ( ind ex [ 1 ]  ⨁   ind e x [ 5 ])  +   128 )  ]   m od  9 9  =  rati o   ( 1 )     wh e re   Inde x  [ 0 ]    :   the posit io n of   the f ir st  cha rac te r  of the  secr e t key   Inde x  [ 4 ]    :   the posit io n of   the 5 th   cha racter  o f  t he  sec ret  key   Inde x  [ 1 ]    :   the posit io n of   the 2 nd   cha racter  of  t he  sec ret  k ey   Inde x  [ 5 ]    :   the posit io n of   the 6 th   cha racter  of  t he  sec ret  key   128    :   to inc rease t he si ze of the  bits  in 1 cha racter  to  the  size i n t he  b ina ry  nu m ber  r a nge    000000 00 -   1111 11 11  ( 0 - 255 )   Mod   99   :   to d et e rm ine the r at io i n  the  gr oup  t o be in  th e ra ng e   0  –   99 %   To  cal culat e  rati o ,   the  autho rs  us ed  the  secret  key  (“ a1b 2P olp ” )  of   us ern am e  and   passw or d .   Thu s,  the  rati o  equ at ion  w as  [(( a  ⨁   P )   +  128 )   *  (( 1  ⨁   o )   +  128 ))]   m od  9 9   =  rati o,  the r at io o f  this equ at ion  w as 9 0 %.     3 . 2 .    Iter ati ons e qu at i on   The e qu at ion   fo r  find ing   the n um ber   of   it erati on s  ( 2 )  is t he e qu at ion   us ed  to d et erm ine the n um ber  o f   it erati on s .  C al culat ing   the p asswo rd  g ener a ti on  o f  new  h ash  values  cou ld b e p erf or m ed   as f ollow s :     [  ( ( ind e x [ 2 ]  ⨁   ind e x [ 6 ])  +   128 )  * ( ( ind ex [ 3 ]  ⨁   ind e x [ 7 ])  +   128 )  ]  =  it eratio n   ( 2 )       wh e re   Inde x  [ 2 ]    :    the posit io n of   the 3 rd   cha racte r  of  t he  sec ret  key   Inde x  [ 6 ]    :    the posit io n of   the 7 th   cha rac te r  of  t he  sec ret  key   Inde x  [ 3 ]    :    the posit io n of   the 4 th   cha racter  of  t he  sec ret  key   Inde x  [ 7 ]    :    the posit io n of   the 8 th   cha racter  of  t he  sec ret  key   128    :    to  inc rease   the   siz e  of  the   bi ts  in  1  c ha racter  to   the   siz e  in  the   bi nar y   nu m ber   0000 0000   -   11 1111 11  ( 0 - 255 )   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.  10 , No .  6 ,  Dec e m ber   2020  :   6582   -   6591   6586   W it h  the  nu m ber   of   it erati on s ,  it   was  ver y  li kely   that  the  rati oo f  the  it erati on   equ at ion   was  [(( b  ⨁   l )   +   128 )   *  (( 2  ⨁   p )  +  128 )) ]  =  it erati on , th e it erati on  o f  this equ at ion  w as   27 ,5 48 .     3 . 3 .    S X R  e qu at i on   The  equ at ion   fo r  SX R  ( 3 )  is  the  equ at ion   us ed  to  cal culat e  ha sh   values  with  the  XO R  op erator   com bin ed  with m ov ing  the b it  to  the r igh t as fo ll ow s :     X i1         ⨁   X j1       =   X ij1     X ij1   S hift left i  %  m ax  ind e x X ij1   *   i 1       =   X y1   X i1         ⨁   X y1       =   X i2     X j1         ⨁   X y1       =   X j2     [ ( X i2   ⨁   X y1 )        ⨁   ( X j2   ⨁   X y1 )  ]  *  i 2     =   X ij2   X ij2   S hift left i  %  m ax  ind e x X ij2   *   i 2       =   X y2   X i2         ⨁   X y2       =   X i3     X j2         ⨁   X y2       =   X j3    [   ( X i3   ⨁   X y2 )        ⨁   ( X j3   ⨁   X y2 )  ]  *  i 3     =   X ij3   X ij3   S hift left i  %  m ax  ind e x X ij3   *   i 3       =   X y3             :             :             :   [ ( X in - 1   ⨁   X yn - 1 )        ⨁   ( X jn - 1   ⨁   X yn - 1 ) ]  *   i n - 1   =    X ijn   X ijn   S hift left i  %  m ax  ind e x X ijn     *     i n      =      X yn   ( 3 )   wh e re   X i     :  the v al ue o btaine d from  the divisi on of  half fr om  the f irst  pa rt of the   ( 1 )   X j     :  the v al ue o btained fr om  the divisi on of  half fr om  the secon d part  of the  ( 1 )   i    :  the v al ue o btained fr om  calc ulati ng  t he n um ber  o f  it erati on s  fro m  the  ( 2 )   The SXR  equ at ion   fo r  cal culat ing  t he  new  p asswo rd  w it h  the r at io an d  the n um ber  o f  it erati on s w er e   dev ided  into  two  equ at ion s .  The  X i1   was  the  first  par t,  the  X j1   was  the  secon d  par t  and   the  i  was  def ined  by    the  nu m ber   of   it erati on s .  Fo r  exam ple,  if  the  hash   value  that  div ided  by  the  rati o  was  “ 02 e37 5e4 8c6 e66 70 - f6f2f754 0c624893 ” ,  the  X i1   of   this  hash   value  was  “ 02 e37 5e4 8c6 e66 70 ” ,  the  X j1   of   this  hash   value  was  “ f6f2f754 0c624893 ”  and   the  i  was  “ 27 ,5 48 ” .   Then ,  the  two  values  wer e  arr ang ed  tog et her   ( X yn   and   X in - 1 ) ,  wh ic h  resu lt   in  the  new   pas swo rd   of   this  hash   value  wh ic h  was  “ ec96 2b 45 38 afab 7c6 69 71 83 9e6 62 9ef 9 ”  and   it  w as k ept in th e d at abase  as  dep ic te d  in   ( 4 ) .     02 e 375e 48c6e 6670     ⨁   f6f2f 7540c6 24 893   =   f41 182b08 00 c 2ee3    f41 182b08 00 c 2ee3 S hift left  1 %  m ax  ind ex   16  *  1       =   41182b 0800c2 ee3f   02 e 375e 48c6e 6670     ⨁   41182b 0800c2 ee3f   =   43f b5 eec 8cac 884f    f6f2f 7540c6 24 893     ⨁   41182b 0800c2 ee3f   =   b7 ea dc 5c0 c a0a 6ac    [ ( 43f b5eec8ca c884 f      ⨁     41182b 080 0c2ee3f )    ⨁     ( f6 f 2f7 540c 624893    ⨁     41182b 0800c2 ee3f )  ]     *  2   =               16 a 13 537101 9d81b   16 a 1353 71019d81 b  S hift left  2 %  m ax  ind ex   16  *  2       =   1426a6e 2033 b036 2             :             :             :   [ ( X in - 1   ⨁   X yn - 1 )        ⨁   ( X jn - 1   ⨁   X yn - 1 ) ]  *   i n - 1   =    X ijn   X ijn   S hift left i  %  m ax  ind e x X ijn     *     27, 548      =      X yn   ( 4 )       4.   RESU LT S  AND  DI SCUS S ION   The  pr op os ed  SX R  al go rithm   with  hash   fu nction  was  evaluated   in  two  aspects :  pr ocessing   ti m e  and   at ta ck  resist ance .  Fo r  the  exp erim ent,  the  po pu la r  passw or ds   of   20 18   and   the  te st  set   4  fo rm s  w ere  util iz ed .    The  evaluati on   was  div ided  into  five  par ts .  The  first  par t  was  data  us ed  in  per fo rm ance  te sti ng .  The  secon d  par t  was  per fo rm ance  evaluati on .  The  third   par t  was  com par ison   of   the  eff ect iveness  of   resist ance  to  at ta ck .     The  fo ur th p art was  col li sion  eff ic ie ncy com par ison .   The  fifth  par t was ap plica ti on  o f  the SX R al go rithm .     4 . 1 .    Da t as e t a nd  e xp eri men t  se tt in g   Fo r  t he  e xp e rim ent,  the   data   con sist ed   of  f ive  f or m s  ref e ren ce d  f r om   t he  resea rc h  on   “ Passwor d  Entr op y   an d  Passwor d  Q ua li ty ”   [ 24 ]   a nd  the   oth e r   f our   f or m s  wh ic h  c onsist ed   of  t he  fir st  f or m     ( te st  set   1 )  was   a   po pu l ar  ye ar   20 18  [ 25 ] ,  seco nd  form   ( te st  set   2 )  al l  low e rcase  c ha racter s  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       Auth e nticati on  and p as swo rd  storin g   im prov emen t  us i ng ...   ( Jakkap ong Pol pong)   6587   ( abcd ef ghij klm nopqr - stu vwxy z ) ,   third   form   ( te st  set   3 )  al l  uppe rcase  c har act er s  ( ABCDEF GHI JKLMN OPQR STUV WXYZ ) ,  f ourth  f orm   ( te st  set   4 )  al l  al ph an um eric  ch aracte rs  ( 01234567 890 ) ,  an d  fifth   f or m   ( te st  set   5 ) ,  c har act e r s   m ixed  bet we en  form   1 - 4  t og et her  with  sp eci al   char act e rs  (!  @  #  $  %  ^  &  *  ()  _  +  []:   <>? ) ,   a s  sho wn  in   Ta ble  1 .  All  the  e xperim ents  we re   car ried   out  us i ng     a  des ktop   com pu te r .   The   s pe ci ficat ion   was   In te l  C or e   i7  3 . 4  GH z   with  32  GB  R AM .  The  pro pose d  te c hn i que   was   im ple m e nted  in   Pyt hon3 .  T he  e ff i ci ency  of   t he   al gorithm   was  te ste d   by   com par ing   be tween    the  tradit io nal  has h  f un ct io ns,   includi ng   M D 5,   S H A1,  SHA 256   a nd   SHA 512,  an d   the  has h  f un ct i on   t hat  us e d   the S XR alg or i thm .       Table  1 .   E xam ples  of   pass w ords  for t est  set  1 - 5   Test set 1   Test set 2   Test set 3   Test set 4   Test set 5   1 2 3 4 5 6   v y o n iu rxh sld   EWHLSBR W G   1 6 4 7 3 9 3 6 3 4 2 1   iq C - NXrQ   p ass wo rd   o rpctieq jf wc   KUOHD LH MF   5 7 2 8 9 2 2 8   srv Yo C;b X [= R   1 2 3 4 5 6 7 8 9   ea m w y u wwt   IGRVY EPT AK   5 5 6 1 3 0 7 4 6 9 7 4   0 | O = - = M4f   1 2 3 4 5 6 7 8   lcq wjjlh k ljb   NXKI VHI XH   1 5 5 3 9 6 5 3 8 6 0   # m # y - ? ^6O4   1 2 3 4 5   u f shblrh b f   STT Y W U ZQ   4 5 6 7 7 9 2 8   g P5 /* OJGy U       4 . 2 .    Perfo rm an ce e valua tio n   The  pe r form ance  evaluati on  was  di vid e d  in to  two  par ts .   The fi rst  pa rt  was   the  siz e,  t he  num ber   of   bits  that   hav e   com e  ou t   f ro m   the   norm al   process   a nd  the   SX R   al gorith m   i m p leme ntatio n .  Seco nd  pa rt  was     a com par iso n o f  the  tim e sp en t i n  the  proce ss  b et wee n n or m al  an d t hro ugh  the S XR alg or i thm .   Exam ples u se d i n per form ance test ing  i nclu de       Usernam e    :  Cha nG a 1b2       Passwor d    :  Jak ka pong   Ra m ark :  The  resu lt s  wer e   in d iffer ent f on t   siz es accor din g  to each  al go rithm .   The  secon d  m et ho d  was  a  m et ho d  of   SX R  al go rithm   that  us ed  the  a1b 2J akk   as  a  secret  cod e  to  increase  the  eff ic ie ncy  of   the  passw or d .  It  can  be  seen  that  the  hash   values  ob ta ined  fr om   bo th  fo rm s  gen erated  diff eren t  fo nt  s iz es .  The  ou tpu t  value  of   each  char act er,  thu s,  is  diff eren t .   It  was  fo un d  that    the  aver age  ti m e  of   the  tradit ion al   hash   fu nction  was  0 . 00004001 - 0 . 00 01 56   secon ds   fr om   the  MD5,   SH A1 ,  SH A2 56   and   SH A5 12   al go rithm s .  As  fo r  the  hash   fu nction  that  has  been   enh a nced   with  the  SX R  al go rithm ,  it  w as  fo un d  that  the av erag e  ti m e  ta ken   fr om   fo ur   al go rithm s  is 0 . 00 23 08  to  0 . 01 56 32  secon ds .  Exp erim ental   resu lt s  sh ow ed  that  the  tradit ion al   hash   fu nction  too k  le ss  ti m e  to  per fo rm   than  the  hash   fu nction  that  has  been   enh an ced  by  the  SX R  al go rithm ,  wh ic h  sp ent  app ro xim at el y  50   ti m es  lon ger .  This  m eans  tradit ion al   hash   fu nctions   hav e  go od   per fo rm ance  in  te rm s  of   op erati on al   ti m e .   Moreo ver ,  in  the  te st  of   the  ti m e  sp ent  in  pr ocessing ,  resu lt s  are  le ss  than  0 . 1  secon ds   [ 26 ] .  In   te rm s  of   act ual  us age,  hu m ans  will   no t  reali ze  the  diff eren ce in the p ro cessi ng  ti m e .   T h e   r e s u l t s   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   2 .       Table  2 .   E xam ples  of   has h va lue s  ob ta ine d f ro m  trad it ion al  m e tho ds a nd the   SX R  alg or it hm   Alg o rith m s   Hash  Or ig in al   Hash  Or ig in al  +  SXR   Hash  Or ig in al  ( s )   Hash  Or ig in al  +  SXR   MD5   ab 5 2 4 a4 d eecaa19 f54 9 9 4 5 4 c 9 d 2 2 1 f 2 9   5 d 7 2 9 2 5 1 d c6 d d cef34 9 3 f 3 8 2 c2 c7 f c2 e   0 . 0 0 0 0 4 0 0 1   0 . 0 02308   SHA1   d a8 ead9 e6 f 7 f ea38cc b b aa62 af 2 6 2 6 0 e 2 a1 fb4 ca   c5 3 2 a0 7 f 0 a0 5 3 4 9 c 3 1 a4 cb 4 9 e7 8 2 7 5 5 9 0 e b b d 8 4 f   0 . 0 0 0 0 76   0 . 0 02764   SHA2 5 6   1 9 a9 d 7 2 d b 1 7 0 c3 5 aaf 9 5 5 ccf8e 2 7 b 5 2 1 3 0 9 0 9 b 9 d f43 0 0 d e9 2 9 3 ab 1 f 4 a 7 b d 4 5 b 3   5 b c7 c2 2 c0 f ec2ab8 9 5 aaf 7 a6 f 1 f 8 1 ea83 0 8 8 d 7 c7 6 3 f68 6 0 4 cf 3 1 d e9 7 5 6 a0 5 c3 2   0 . 00 01   0 . 0 05514   SHA5 1 2   0 e7 2 6 2 e2 0 9 7 6 cc7 5 6 6 4 6 ab cad1 3 0 8 9 d 5 c3 4 0 5 2 4 4 b f 0 1 d d 1 ed 6 1 c e3 5 2 2 4 b 9 d 8 e1 0 4 c8 6 6 3 f d 2 1 1 f 1 3 2 7 7 3 8 ed c8 1 8 f 9 d 1 8 8 a8 cc7 f 2 d caecbe4 3 8 3 9 0 6 6 c4 c8 2 7 b 8 8 f   cf 9 1 7 f 3 d f41f 6 1 2 a6 7 c2 a4 d 6 3 6 b b 0 8 1 0 4 c0 d d aab0 2 e5 8 1 2 2 9 8 4 6 3 b ce2b 4 8 0 6 9 9 3 f 9 6 1 9 7 6 9 e4 eb 2 b 6 6 e5 e1 9 1 6 1 5 5 7 7 d ea9d a1 7 5 2 3 2 6 3 4 ab d ccf67 8 2 0 3 c8 7 5 3 5 6 0   0 . 00 0156   0 . 0 15632         4 . 3 .    Co mp ari so n  of the e ff e ctivenes s  of  re sista nc e t o a ttack   This  resea rch   com par e d   the  resist ance  agai ns t  at ta ck  between   tra diti onal   hash   al gorithm s  and   has h  al gorithm s  that  enh ance d   se cur it y  with  th e  SX R  al gorithm   by  co m pa rin g  the  resist ance  to  at ta ck  with   Dict ion a ry  at ta ck,   B ru te - f or ce   an d  Bi rth day  at ta ck .  T his  at ta ck - resist ance  perform ance  exp e rim ent  was  te ste d  by  us i ng  the   100  pa sswor ds  that  we re   e ncr y pted  with  t rad i ti on al   ha sh  f unct ion s  a nd  has h  functi ons  tha t  ha ve   been en ha nce d wit h  t he  S XR  al gorithm  is sh own  i n  Ta ble  3 .   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.  10 , No .  6 ,  Dec e m ber   2020  :   6582   -   6591   6588   Table  3 .  Com par iso n of t he  e f fici ency o f resi sta nce a gainst   Brute - force a nd  Dict ion a ry att ack in  test   set   1 – 5   Alg o rith m s   Hash  Or ig in al  +  SXR    ( test set 1 )   Hash  Or ig in al  +  SXR    ( test set 2 )   Hash  Or ig in al  +  SXR    ( test set 3 )   Hash  Or ig in al  +  SXR    ( test set  4 )   Hash  Or ig in al  +  SXR    ( test set 5 )   MD5   0 %   0 %   0 %   0 %   0 %   SHA1   0 %   0 %   0 %   0 %   0 %   SHA2 5 6   0 %   0 %   0 %   0 %   0 %   SHA5 1 2   0 %   0 %   0 %   0 %   0 %       The  ex pe rim en t  resu lt   in  Tabl e  3  sho ws  the  com par ison   of  the  eff ect ive ne ss  of   resist an ce  to  at ta ck   with  Br ute - for ce  an d  Dict io nar y  at ta ck  i n  tradit iona l  ha sh   al go rithm s,   an d  ha sh   al gorithm s  that  enh a nce d  secur it y wit h  t he  SX R   al gorit hm   of   te st   set  1  to   5 .  The   res ul t  showe d  0 %  in  al l  e xperim e nts b eca us e  t he   us a ge  of   pass w ords  and  secret  ke y  to  m ake  the  at ta ck  te ch ni qu es  a nd  m eth ods  c urre ntly   unable  to   cal culat e    the d ec odin g .    In  ad diti on,  th e  res ults  f ro m   the  S XR  al gorithm   had  th e  sam e  siz e  and  f or m at   as  the  no rm al  encr y ption   m et hods .  It  was  even   dif ficult   to  cal culat e  th e  has h  val ue  of   t hat  data .  Th us ,   the  dec r ypti ng   m et ho d  of  th e  SX R  al gori thm   cou ld  be   achieve d  by   creati ng  a  ne w  al go rithm .  In  or der   t o  enter     the  inf orm ation   use d  t o  fi nd   the  ha sh   valu e,  it   m us t  consi st  of   tw o  vari ables,  pa sswo rd s  a nd  sec ret  co de s   wh ic h  is   the   r equ i rem ent  to  be  searc he d  usi ng  Br ute - for ce  te ch nique .  The   ef fici ency   of   dec ryptin g  usi ng    the Br ute - f orce  att ack ca n be  pr ese nted  as t he  Bi g O  no ta ti on   as foll ows :     O ( n 2 )     ( 5 )       Fr om   the  ( 5 ) ,  the  value  O ( n 2 )  is  der ived  fr om   the  Brute - fo rce  of   the  SX R  al go rithm   wh ic h  has    the f ollow ing  steps :   Notatio n :   has h  P   :  Has h value  of the  pass wor d  t hat the att ac ker desire s to  sear ch fr om  the S X R al gorithm   P bf     :  The pass w ord  assig ned b y t he  att acker  t o  th e init ia l value  of the B ru te - f orce   P ld   :  Passwo rd  li st t hat the att acker  assigns  as a s ear ch  value  with the D ic ti on ary at ta ck   SC bf     :  The  sec ret c ode assi gn e d by  the att acker  to t he  init ia l valu e of the  Br ute - f or ce   SX R h   :  The res ults from  ap plyi ng  t he  P bf   an d SC bf   var ia bles are  c al culat ed  th rou gh  ( 1 ) - ( 3 ) .     Algorithm   1 :   Brute - f or ce  SX R  V e rificat ion   Input  :   a hashed password hash P     a start password brute - fo rc e  P bf     a start secret key SC bf   Output :    true or false   Start   1 :  P bf     char ( 00000000 )   2 :  SC bf     char ( 0000 )   3 :  while  ( ha sh   P  =!  SXR h )  do   4 :   P bf      P bf   +  1 bit   5 :   for  ( i     0; i < =  127 8 ; i ++ )  {   6 :     SC bf     SC bf   +  1 bit   7 :     SXR h     SXRfunction  ( P bf   , SC bf )    8 :     if  ( SXR h   =  hash P )  then   9 :       return true   10 :     end if   11 :   end for   12 :  end while    Stop     The  Brute - fo rce  SX R  Ver ific at ion   was  an  al go rithm   fo r  cal culat ing   the  plainte xt  of   passw or ds   and   secret  cod es .  The  at ta cker   wo uld   br ing   the  hash   value  fr om   the  at ta ck  ( hash   P )  to  find   the  plainte xt  of     the  passw or d  and   secret  cod e  in  the  Brute - fo rce  m et ho d,   by  assignin g  the  passw or d  fr om   8  to  12   dig it s .    The  init ia l  value  of   the  first  loo p  is  00 00 00 00   and   plu s  1  bit  each  fo r  the  nex t  loo p .  Then   set   the  value  of     the  secret  cod e  to  4  to  8  dig it s,  sta rting   at   00 00   in  the  first  loo p,   and   plu s  1  bit  each  of   the  nex t  loo p .    The  passw or d  and   secret  cod es  con sist ed  of   nu m ber s,  char act ers,   sp eci al   char act ers  that  are  al l  po ssible  in   the  ran ge  of   4  to  8  char act ers .  The  resu lt   was  the  passw or d  ( P bf )  and   the  secret  cod e  ( SC bf ).   The  dicti on ary  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       Auth e nticati on  and p as swo rd  storin g   im prov emen t  us i ng ...   ( Jakkap ong Pol pong)   6589   at ta ck  m et ho d  was  the  def ault  wo rd   li st  to  search  fo r  the  hash   value  to  find   the  secret  cod e  resu lt s  fr om     the SX R al go rithm .     Algori thm  2 :   Dict ion a ry att ack SXR  Ver i ficat ion   Input :      a hashed password hash P        a start password lists of dictionary attack P ld        a start secret key SC bf   Output :  true or false   Start   1 :  P ld       password list   2 :  SC bf       char ( 0000 )   3 :  i      0   4 :  while  ( i  <  P ld . size )  do   5 :   for  ( j    0; j < =  127 8 ; j ++ )  do   6 :     SC bf         SC bf    +  1 bit   7 :     SXR h         SXRfunction  ( P ld .[ i ] , SC bf   )    8 :     if  ( SXR h   =  hash P )  then   9 :       return true   10 :     end if   11 :   i  +=  1   12 :   end for   13 :  end while   14 :  return false   Stop     Fr om   the  Dict ion ary  at ta ck  SX R  Ver ific at ion   al go rithm ,  cal culat ing   the  plainte xt  value  of   the  secret  cod e  by  the  at ta cker   cou ld  br ing   the  hash   value  fr om   the  at ta ck  ( hash   P )  to  find   the  plainte xt  value  of     the  secret  cod e  us ing   dicti on ary  at ta ck  by  com par ing   the  value  fr om   the  pas swo rd   li st  by  passw or d,   find     the  secret  cod e  in  the  sam e  way  as  Brute - fo rce  m et ho d .  The  resu lt   was  a  passw or d  ( P ld )  and   a  secret  cod e  ( SC bf ).   Then ,  the  pr ocessing   ti m e  du ring   the  at ta ck  had   been   analy zed  as  ado pted  fr om   the  m et ho d  of   W enj ia n  Luo   [ 27 ] ,  as sh ow n  in Tab le  4 .   Notatio n :   •  N d     :    the num ber   of   el e m ents in  a  pa sswor d  li st;   •  N sc     :    the num ber   of   el e m ents in  a s ecret key l ist ;   •  N p   :    th e num ber   of   pass words to  be crac ked ;   •  T h     :    the tim e sp ent  on ex ec utin g  a   crypto gr a phic   has h  f unct ion ;   •  T ks   :    the tim e sp ent  on ex ec utin g  a   key stretc hi ng  al gorithm ;   •  T sxr     :    the tim e sp ent  on ex ec utin g  a   SX R al gorithm ;   •  T m _hash   :    the tim e sp ent  on   dete rm ining  whethe r  tw o h ash values  m atch ;   •  T m _ks   :    the  ti m e  sp ent  on  determ ining   wh et her  tw o  pass w ords  e nhance d  by  a   ke y  stret chin g  a lgorit hm  m at ch;       Table  4 .  The  C om par ison o f  a tt ack co m plexity   Sch e m es   Ti m e  co m p lex it y   Hash ed  pas swo rd   O ( N d   *  N p   * ( T h   +  T m _ h as h ))   Salted  pas swo rd   O ( N d   *  N p   * ( T h   +  T m _ h as h ))   Key  st retchin g   O ( N d   *  N p   * ( T ks   +  T m _ k s ))   SXR  (* p rop o sed  al g o rith m )   O ( N d   *  N sc   *  N p   * ( T h   +  T s x r   +  T m _ h as h ))       T a b l e   4   h i g h t l i g h t e d   t h a t   t h e   S X R   m e t h o d   i s   m o r e   s e c u r e   i n   p r e v e n t i n g   d i c t i o n a r y   a t t a c k   t h a n   o t h e r   m e t h o d s .  I n c l u s i v e l y ,   t h e   e q u a t i o n   b y   a d d i n g   1   m o r e   s e c r e t   c o d e   i s   c o n s i d e r e d   t h e   s t r e n g t h   o f   t h i s   r e s e a r c h .   W h i l e   e x i s t i n g   t e c h n i q u e s   u s u a l l y   t r y   t o   i m p r o v e   t h e   h a s h   f u n c t i o n   [ 18 ,  28 ] ,   t h e   p r o p o s e d   S X R   t e c h n i q u e   f o c u s e s   o n   t h e   p a s s w o r d   s t o r i n g .   E n h a n c i n g   s e c u r i t y   c o u l d   b e   d o n e   b y   c a l c u l a t i n g   t h e   r a t i o   t h a t   d i v i d e s   t h e   h a s h   v a l u e   a n d   t h e   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s .  U n l i k e   e x i s t i n g   s a l t e d   p a s s w o r d   a p p r o a c h e s ,   t h e y   n e e d   t o   a d d   c h a r a c t e r   s e t   t o   t h e   p a s s w o r d   t o   i n c r e a s e   s t r e n g t h ,   b u t   a l s o   n e e d   t o   s t o r e   t h i s   c h a r a c t e r   s e t   i n   t h e   d a t a b a s e   [ 10 ,  11 ] .   O u r   S X R   i s   t o   u s e   t h e   u s e r n a m e   a n d   p a s s w o r d   a s   t h e   b a s i s   f o r   i m p r o v i n g   t h e   e f f i c i e n c y   t o   i n c r e a s e   t h e   c o m p l e x i t y   o f   p a s s w o r d ,   s o   t h e   d e c r y p t i n g   m u s t  c o n s i s t   o f   t w o   p a r t s .     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.  10 , No .  6 ,  Dec e m ber   2020  :   6582   -   6591   6590   Ou r  te chn iqu e  neither  interven es  no r  m od ifie s  the  hash   al go rithm .  It  streng thens  the  passw or d  after  the  hash   fu nction   and   keep s  the  passw or d  in  t he  database .  Thu s,  the  pr op os ed   te chn iqu e  is  app li cable  to  any  existi ng   hash   al go rithm .  The  on ly   disadv antage  is  that  the  encr ypti on   ti m e  is  increased  becau se  the  us ern am e  and   passw or d  are  us ed  to  create   a  secret  key .  Ho wev er,  us ers  will   no t  be  awar e  of   th e  encr ypti on   ti m e .    The  per fo rm ance  of   the  pr op os ed  te chn iqu e  is  con sidered   by  us ing   the  pr ocessing   ti m e  fo r  a  hash   passw or d .   As  per   the  exp erim ent,  the  aver age  ti m e  of   the  hash   fu nction  with  the  SX R  al go rithm   is  0 . 00 23 08   to  0 . 01 56 32   secon ds .  Altho ug h  resu lt   has  ta ken   m or e  ti m e  than  the  tradit ion al   hash   fu nction  by  50   ti m es ,     in  act ual  us e,  the  pr ocessing   ti m e  is  le ss  than  0 . 1  secon ds .  Hu m ans  will   no t  reali ze  the  diff eren ce  in    the  pr ocessing   ti m e  [ 26 ] .  As  fo r  the  resist ance  against  at ta ck,   the  pr op os ed  te chn iqu e  can  pr even t  10 0 %  fr om   Dict ion ary at ta ck,  Bru te - fo rce an d  Bi rthd ay  att ack .       5.   CONCL US I O NS   A ND FUT UR E  WO RK   At  pr ese nt,  da ta base  threats  com e  in  m any   ways,  an d  th ere  are  m any  repor ts  of   da ta base  at ta cks  occurri ng .   The   sever it y  of   t he se  at ta cks  seem s   to  be  bec om ing   m or e  dangero us ,  wh et he r  it   is  the  loss  of   data,  pro per ty   or  dis trust  i n  the   sec ur it y  crit eria   of  the   syst em   or  web sit e .   Con se qu e ntly ,  t he  c r i te ria  or   m et ho ds  f or   storing   pa sswo rd s   a re  c onsid ered  to   be  a   pri or it y  in   syst em   dev el opm ent .   The  m et ho d  of  sto rin g  pas s words   has  m any  for m s,  su ch  as  e nc ryptio n  us in g  the  hash  f unct ion .   The  m ai n  obj ect ive  of  th e  ab ov e   m et ho ds   a re   m ai ntaining   th e  secur it y  of  a  database  s o  t ha t  the  secu rity   syst e m   re m ai n s  sta ble  an d  rel ia ble,  an d  ca n  ver ify   the  accuracy  of   the  in form a ti on   an d  be  a ble  to  pr e ve nt  or   re port  when  there  has  been   a n  unaut horize d  m od ific at ion  of  data .   In   this  pa pe r,   we  pro posed  S XR  al gorithm   by  cal culat ing   the  us er nam e  a nd   pass word   to   get  a  secret  key,  t hen  br i ngin g  t hem   thr ough  t he  SX R   al gorithm   an d  st or e   the   pa sswor d  i nto  th e  data base .   Although    the  pa sswo rd  a tt acker  will   get  the  pass wor d  or   m ay   get  int o  the   data base;   it   would  not  he lp  to  m ake  it   easi er   to  rand om l y  fi nd   t he  co rr ect   pass word,  bec ause  the  f orm   of   the  pass wor d  store d  is  the  sam e   as  the  password   thr ough the  g e ner al   has h func ti on .   Ex per im ental   resu lt s  ha ve  sho wn   th at   the  po pu la r  pass w ord   that  is  intro du ced  thr ough  th e  al go rithm   pro po se d   with  the  MD5  al gor it h m   can  incre ase  the  secu rity   of   the  databa se .   Eve n  if  t he  database  is  at ta cked,  pass word  at ta cker   ca nnot  dec rypt  the  data,  t hu s   the  data  st or e d  in   the  dat abase  is  sec ure .   This  resea rch  can   help  i n  buil di ng  cre dib il it y  for  we b  a ppli cat i on  de velo pers  or   va rio us   ide nt it y  authen ti cat ion   s oft war e   a m on g  us ers .   I n  fu t ur e   w ork,  the   a uthors  plan  t o  util iz e  in  i nv est m e nt  tra ns act io ns   for  i ncr easi ng  secur it y  of  the   data   with  m ulti - factor  a uth e ntica ti on  s uc h  a s  IP  address ,  OTP,  bio m et rics,  et c . ,  a s   well   as   t o  im pr ove   the   S XR   al gorithm  sch em e w it h  pr op e r  en c ryptio n  in   order t o  i ncr ea se the att ack  r e sist ance .       REFERE NCE S     [1]   M .  Abadi,   “ Secu rity   Proto col s a n d  Speci f ic a ti ons, ”   Ber li n ,   Heid elberg,   pp .  1 - 13 ,  1 999 .   [2]   B .  A .  Forouza n,   “ Cr y p togra ph y   a nd  Network  Se c urity , ”   McGraw - Hill ,   Inc . ,  p p .  1 - 480 ,  200 7 .   [3]   B .   Savege ,   “ A Guide   to  Hash Alg orit hm s , ”   GIA C  Prac tical Re posit or y ,   SA NS   Institute,  2003 .   [4]   A .  Singh  and   S .  Raj ,   “ Secur ing   passw ord  using  d y nami c  p assw ord  pol icy   gen erator  al gori thm, ”   Journal  o f  K ing   Saud  Unive rs i t y  -   Computer  and  Information  Sc ience s,  2019 .   [5]   T .  Hunt ,   “ Have   I   Bee n   Pw ned ? ”   2013 .  [ Online ] .   Avail ab le :  htt ps :// have ibeenpwne d . com / Pw nedW ebsit es .   [6]   H .  Kum ar ,   et   al . ,  “ Rai nbow  ta bl e  to   cr ac k  p assw ord  usi ng  MD 5  hashing  a lgori th m , ”   in  2013   IE E E  Conf ere nce  o n  Information  &   C omm unic ati on  T ec hnolog ie s ,   pp .  433 - 439 ,  2013 .   [7]   R .  Rive st,  “ The   MD 5  Mess age - Digest  Algorit h m , ”   MIT  La bor a tor y   fo r  Com pute r  Scie n ce   and  RS A  Data   Secur ity ,  1992 .   [8]   U .  S .  Depa rtmen t  of   Com m erc e ,   “ FIP S  PU B  180 - 4,   Fed eral  Infor m at ion  Proc essing  Stand ard s  Pu bli c at ion :  Secur e   Hash  Standa rd  ( SHS ) , ”   Nati on al   Insti tute  of  Standa rds  and   Te chno log y ,   Crea t eSpac e   Inde p ende nt   Publishi ng   Plat form ,   p p .  1 - 36 ,  2012 .   [9]   R .  Morris  and  K .  Thomps on,   “ Pass word  sec urity :   a  ca se  h istor y , ”   Comm un ic ati ons  of  the   AC M,   vol .  22,   no .  11,     pp .  594 - 597,   19 79 .   [10]   S .  Kharod,   et  al . ,  “ An  improved  hashing  bas ed  p assw ord  sec urity  sche m e   using  s al ti ng   and  d iffe r ent i al  m asking, ”     in  2015  4th  In te r nati onal  Con fe re nce   on  Re l iabi l ity,   In foc om  Tech nologi es  and  Op ti mization  ( ICRI TO )   ( Tr ends  and   Fut ure  Dire ct ion s ) ,   pp .  1 - 5 ,  2015 .   [11]   M .  M .  Kass im  and  A .  Sujit ha,   “ Procure Pass :  A  Us er  Authentic at ion   Protocol  t o  Resist  Pass word  Stealing  and   Pass word  Reuse  Atta ck , ”   in   2013   Inte rnat ional  Sy mpos ium  on  Co mpu tat ional  and   Busine ss   In te l ligence ,   pp .  31 - 34 ,  2013 .   [12]   P .  P .  Churi,   e t  al . ,  “ Jum bli ng - S al ti ng :  An  impr ovised  appr oa ch   for  passw ord  enc r y p ti on , ”   in  2015  Inte rnation al   Confe renc e  on   S ci en ce and  Tech nology   ( TICST ) ,   pp .  236 - 242 ,  20 15 .   [13]   J .  Jeong,   et   al . ,  “ Enha n ce m ent  of  W ebsit e   Pass word  Secur ity   b y   Us ing   Ac ce ss   Log - base d   Salt, ”   in  2019   Inte rnational   C onfe renc e  on  S y stems  of  Coll ab oration  Bi g   Dat a,   Int erne t  o f  T hings  &   Sec urity   ( SysCoBIoTS ) ,    pp .  1 - 3 ,  2019 .   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       Auth e nticati on  and p as swo rd  storin g   im prov emen t  us i ng ...   ( Jakkap ong Pol pong)   6591   [14]   M .  D .  A .  Chawdhur y   and   A .  H .  M .  A .  Habib,  “ Secur ity   en hanc e m ent  of   MD 5  hashe d  p a ss words   by   usi ng   the  unused   bit s   of  TCP   he ade r , ”   in   2008   11 th   Int ernati onal   Conf ere nce  on   Comp ute r  and   In formation   Technol og y ,    pp .  714 - 717 ,  20 08 .   [15]   F .  E .  D .  Guzm an,   et  a l . ,  “ Enha n ce d   Secur e  H ash  Algori thm - 512  base d  on   Quadr a ti c   Funct ion , ”   in   2018   IE EE  10th  Inte rnational   Confe renc e  on  H umanoid,   Nanot ec hnolog y,   In formation  Technology, Comm unic at ion  and  Control ,   Env ironment   an d  Manage ment   ( HNICEM ) ,   pp .  1 - 6 ,  2018 .   [16]   F .  E .  D .  Guzm an,   e t  a l . ,  “ Im plem ent at ion  of  En hanc ed   Secur e  Hash  Algorit hm   Towa rds  a  Se cur ed  W eb  Porta l, ”   in  2019  IEEE  4 th  I nte rnational   Co nfe renc e  on   Co mputer  and  Com municat ion   System s  ( ICCCS ) ,   pp .  189 - 192 ,  2019 .   [17]   K .   T .  Seong  and   G .   H .  Kim ,   “ Impl ementation   of   vo y ag e   data   re c ording  d evi c e   using  a  d igi t al  for e nsics - base d  h ash  al gorit hm , ”   Inter nati onal  Journ al  of  El e ct ri cal   and  Computer  E ngine ering  ( IJE CE ) ,  vo l .  9,   no .  6,   p p .  5412 - 5419 ,  2019 .   [18]   G .  Sodhi,  et  al . ,  “ Im ple m ent ation  of  m essage   aut h ent i ca t ion  code   using   DN A - LCG  ke y   an d  a  nov el   h ash   al gorit hm , ”   Inter nati onal  Journal  of   E le c tric a l   and  Computer  Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,  vol .  9,   no .  1,   p p .  352 - 358 ,  2019 .   [19]   D .  Dasgupta,  e t   al . ,  “ Multi - Fac to r  Authen tication , ”   in   D .  Dasgupta,  e t   al .   ( eds ) ,  A dvanc es   in   Us er   Authen ti c ation,   Cham ,   Springer  Inte rnational   Pu bli shing ,   pp .  185 - 233 ,  2017 .   [20]   R .  D .  Piet ro ,  et  al . ,  “ A  two - facto r  m obil e  au the nt ic a ti on  sch eme  f or  sec ure   fina n cial  tr ansa c ti ons, ”   in  Inte rnat ional   Confe renc e  on   Mobil e   Busine ss   ( ICMB'05 ) ,   pp .  28 - 34 ,  2005 .   [21]   S .  Subra y an,   et  al . ,  “ Multi - fa ctor  Authent i ca t io n  Scheme  for  Shadow  Atta cks   in  Social  Net wor k, ”   in  2017  Inte rnational   Co nfe renc e  on  Te c hnic al  Adv an cem ent s  in  Compu te rs   and  Comm unic ati ons  ( ICTACC ) ,   pp .  36 - 40 ,  2017 .   [22]   R .   G .   Rit te nho use  and   J .  A .  Chaudhr y ,   “ A  Surve y   of   Alt e rna ti v e   Authentication   Methods , ”   Inte rnational   Confe renc e  on   R ec en t  Ad vances in   Computer  Syst ems  ( RA CS  2015 ) , p p .  179 - 182,   2 015 .   [23]   D .  Dasgupta,   e t   al . ,  “ Adapti ve   Multi - f ac tor   Authent i cation, ”   i n  D .  Dasgupta,  et  al .   ( eds ) ,  A dvanc es  in  Us e r  Authent i ca t ion,  Cham ,   Springer  Inte rnational   Pu bli shing ,   pp .  281 - 355 ,  2017 .   [24]   W .  Ma,   et  a l . ,  “ Pass wo rd  Ent rop y   and   Pass word  Qualit y , ”   in  2 010  Fourth   Inter nati onal  Con fer enc e   on  N et wo rk  and  Syste m  Sec u rity ,   pp .  583 - 587 ,  2010 .   [25]   J ohn   Hall,   “ SplashData ’ s  T op  100   W orst  Pass words   of  2018 , ”  201 8 .   [ Online ] .   Avail able :  htt ps :// www . te a m sid . com / splashdat as - top - 100 - w orst - passw ords - of - 2018 / .   [26]   R .  B .  Mill er ,   “ Response  ti m e  i n  m an - computer   conve rsat iona l  tra nsac ti ons, ”   T he  Proceedi ngs   of  the   fal l  joi n t   compute r c on fe r enc e ,   part   I ,   San   Franc isco ,   C al if ornia ,   pp .  267 - 277,   1968 .    [27]   W .  Luo,  e t  al . ,  “ Authentication   b y   Enc r y p te d   N ega t ive   Pass word, ”   IEEE  Tr ansacti ons  on   Infor mation  Forensi c s  and  Sec uri ty,  vol .  14,   no .  1,   pp .  114 - 128,   2019 .   [28]   A .   Abouchoua r ,   et   al . ,  “ New  conc ept   fo r  cr y p togra phi c  constr uct ion  d esign  b ase d  on  noni te r at iv e  beh avi or, ”   Inte rnational   Jo urnal  of Artifici a l  Int el l ige nc e  ( IJ - AI ) ,  vol .  9,   no .  2,   pp .  229 - 235,   2020 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS        Jakk apo ng  Pol pon g   was  born  in  Yala,  in  1988 .  He  recei ved   a  B ac he lor  of  Sci en ce   in   Com pute r  scie nc e  from   fa cul t y   of   Applied  Scie nc e,  Kin g  Mongkut ’ s  Univer sit y   of   Tec hnolog y   North  Bangkok,  in   20 09 .  He   recentl y  re ceive d   a   M a ster  of   Sc ie n ce  in   Inform a ti on   T ec hno log y ,     King  Mongkut ’ s  Univer si t y   o f  T ec hnolog y   Nort h  Bangkok ,   in   2 014 .  At  pr ese nt ,   he   is   a   Ph . D .  Candi date in I nf orm at ion  T ec hn olog y   and   Digita l  Innova ti on  at KM UTNB .         Dr .  Pongp isit  Wuttidittachotti   is   cur r ent l y   an   associa t e  prof essor  and  h ea d   of   the   D epa rtment   of  Data   Com m u nic a ti on  and  Net working  at   the   Facul t y   of  Infor m at ion  Te chno l og y   and  Digital  Innova ti on ,   Kin g  Mongkut ’ s  Unive rsit y   of   Tech nolog y   North  B angkok  ( KM UT NB ) ,   Thaila nd .    He  recei v ed  his  Ph . D .  in  Networ ks,  Tele comm un ic a ti ons,  S y stem s a nd  Archi tectu res  from   INP T - ENSEEIHT,   in   Franc e .  He  rec ei v ed  an  outst andi ng  emplo y e e  awa rd  in   soc ia l  serv ic e   a t   the   univ ersity   le ve l  in  20 19 ,   an  outst andi n g  emplo y ee  a ward  at  the  fa cul t y   le v el   and   the   univ ersity   l eve l  in  2020 .  He  owns   m ore   tha n  30  rec ogn ize d  ce rt ifi c ations,   for  exa m ple,  CISS P,  CISM ,   CISA ,   CRIS C,   CGEIT,   IRCA  I SO / IEC  27001 : 2013  Le ad  Aud it or,   COBIT  5   Foundati on,   COBIT  2019  Foun d at ion ,   COBIT  2019  Design  &  I m ple m ent at ion ,   Data   Protection   Offic er  ( DPO )  etc .  So  far ,   W utti dit tachotti  h as  o ver   t en  y e ars  of   working  exp erienc e   cov eri ng   software   dev el o pm ent ,   ne twork,  sec uri t y ,   audit,   risk  m ana gemen t,   I T  gove rna nc e ,   and   stand ard ,   and  comp li an ce .  His  expe rti se   h as  show n  out  as  a  m ember  of  the   ISA CA  Bangkok  Chapt er   comm it te e  sinc e   2015,   and  an  Acc red i te d  Tra i ner   -   COBIT®  2019  Foundation  for  ISA CA   Bangkok  Chapter .  He  has  con duct ed   and  pub li shed  m an y   r e sea rch   art i cles  cont inu al l y   in  informati o n  se cu rity   and  r el a te d   t opic s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.