Атака с помощью таймера (timing attack)

Атака с заданным текстом (chosen-plaintext attack)

Атакующий имеет возможность получить шифрованный документ для любого нужного ему текста, но не знает ключа. Задачей является нахождение ключа. Некоторые методы шифрования, в частности RSA, весьма уязвимы для атак этого типа. При использовании таких алгоритмов надо тщательно следить, чтобы атакующий не мог зашифровать заданный им текст.

Атака-«подстава» (Man-in-the-middle attack)

Атака направлена на обмен шифрованными сообщениями на протокол обмена ключами. Идея заключается в том, что когда две стороны обмениваются ключами для секретной коммуникации (например, используя шифр Диффи-Хелмана, Diffie-Hellman), противник внедряется между ними на линии обмена сообщениями. Далее противник выдает каждой стороне свои ключи. В результате, каждая из сторон будет иметь разные ключи, каждый из которых известен противнику. Теперь противник будет расшифровывать каждое сообщение своим ключом и затем зашифровывать его с помощью другого ключа перед отправкой адресату. Стороны будут иметь иллюзию секретной переписки, в то время как на самом деле противник читает все сообщения.

Один из способов предотвратить такой тип атак заключается в том, что стороны при обмене ключами вычисляют криптографическую хэш-функцию значения протокола обмена (или, по меньшей мере, значения ключей), подписывают ее алгоритмом цифровой подписи и посылают подпись другой стороне. Получатель проверит подпись и то, что значение хэш-функции совпадает с вычисленным значением. Такой метод используется, в частности, в системе Фотурис (Photuris).

Этот новый тип атак основан на последовательном измерении времен, затрачиваемых на выполнение операции возведения в степень по модулю целого числа. Ей подвержены по крайней мере следующие шифры: RSA, Диффи-Хеллман и метод эллиптических кривых.

Имеется множество других криптографических атак и криптоана-литических подходов. Однако приведенные выше являются, по-видимому, наиболее важными для практической разработки систем. В случае, если кто-либо собирается создавать свой алгоритм шифрования, ему необходимо понимать данные вопросы значительно глубже.

Криптоалгоритмы несомненно являются «сердцем» криптографических систем, но их непосредственное применение без каких-либо модификаций для кодирования больших объемов данных на самом деле не очень приемлемо.

Все недостатки непосредственного применения криптоалгоритмов устраняются в криптосистемах. Криптосистема - это завершенная комплексная модель, способная производить двусторонние криптопреобразования над данными произвольного объема и подтверждать время отправки сообшения, обладающая механизмом преобразования паролей и ключей и системой транспортного кодирования. Таким образом, криптосистема выполняет три основные функции:

- усиление защищенности данных;

- облегчение работы с криптоалгоритмом со стороны человека;

- обеспечение совместимости потока данных с другим программным обеспечением.

Конкретная программная реализация криптосистемы называется криптопакетом.

Первая задача, с которой мы столкнемся при шифровании данных криптоалгоритмом - это данные с длиной, неравной длине 1 блока криптоалгоритма. Эта ситуация будет иметь место практически всегда.

Первый вопрос: Что можно сделать, если мы хотим зашифровать 24 байта текста и если используется криптоалгоритм с длиной блока 8 байт?

Ответ: Последовательно зашифровать три раза по 8 байт и сложить их в выходной файл так, как они лежали в исходном А если данных много и некоторые блоки по 8 байт повторяются, это значит, что в выходном файле эти же блоки будут зашифрованы одинаково - это очень плохо.

Второй вопрос. А что если данных не 24, а 21 байт.

Ответ: Не шифровать последние 5 байт или чем-то заполнять еше 3 байта, - а потом при дешифровании их выкидывать.

Первый вариант вообще никуда не годится, а второй применяется, но чем заполнять?

Для решения этих проблем и были введены в криптосистемы алгоритмы создания цепочек (chaining modes). Самый простой метод - это метод ЕСВ (Electronic Code Book). Шифруемый файл временно разделяется на блоки, равные блокам алгоритма, каждый из них шифруется независимо, а затем из зашифрованных пакетов данных компонуется в той же последовательности файл, который отныне надежно защищен криптоалгоритмом. Название алгоритм получил из-за того, что в силу своей простоты он широко применялся в простых портативных устройствах для шифрования - электронных шифрокнижках.

В том случае, когда длина пересылаемого пакета информации не кратна длине блока криптоалгоритма возможно расширение последнего (неполного) блока байт до требуемой длины либо с помощью генератора псевдослучайных чисел, что не всегда безопасно в отношении крипто-стойкости, либо с помощью хеш-суммы передаваемого текста. Второй вариант более предпочтителен, так как хеш-сумма обладает лучшими статистическими показателями, а ее априорная известность стороннему липу равносильна знанию им всего передаваемого текста.

Указанным выше недостатком этой схемы является то, что при повторе в исходном тексте одинаковых символов в течение более, чем 2*N байт (где N - размер блока криптоалгоритма), в выходном файле будут присутствовать одинаковые зашифрованные блоки. Поэтому для более «мощной» защиты больших пакетов информации с помощью блочных шифров, применяются несколько обратимых схем «создания цепочек». Все они почти равнозначны по криптостойкости, каждая имеет некоторые преимущества и недостатки, зависящие от вида исходного текста.

Дата добавления: 2014-01-11