Атаки на систему шифрования

Термины, связанные с шифрованием

На рис.1 показан общий принцип, согласно которому осуществляется шифрование.

Рис. 1

- Открытый текст ‑ информация в исходном виде.

- Шифрованный текст ‑ информация, подвергнутая действию алгоритма шифрования.

- Алгоритм ‑ метод, используемый для преобразования открытого текста в шифрованный текст.

- Ключ ‑ входные данные, посредством которых с помощью алгоритма происходит преобразование открытого текста в шифрованный или обратно.

- Шифрование ‑ процесс преобразования открытого текста в шифр.

- Дешифрование ‑ процесс преобразования шифра в открытый текст.

Существуют также четыре общих термина.

- Криптография ‑ наука о сокрытии информации с помощью шифрования.

- Криптограф ‑ лицо, занимающееся криптографией.

- Криптоанализ ‑ искусство анализа криптографических алгоритмов на предмет наличия уязвимостей.

- Криптоаналитик ‑ лицо, использующее криптоанализ для определения и использования уязвимостей в криптографических алгоритмах.

Системы шифрования могут подвергнуться атакам тремя следующими способами:

- через слабые места в алгоритме;

- посредством атаки "грубой силы" по отношению к ключу;

- через уязвимости в окружающей системе.

При проведении атаки на алгоритм криптоаналитик ищет уязвимости в методе преобразования открытого текста в шифр, чтобы раскрыть открытый текст без использования ключа. Алгоритмы, имеющие такие уязвимости, нельзя назвать достаточно мощными. Причина в том, что известная уязвимость может использоваться для быстрого восстановления исходного текста. Злоумышленнику в этом случае не придется использовать какие-либо дополнительные ресурсы.

Атаки "грубой силы" являются попытками подбора любого возможного ключа для преобразования шифра в открытый текст. В среднем аналитик с использованием этого метода должен проверить действие 50 процентов всех ключей, прежде чем добьется успеха. Таким образом, мощность алгоритма определяется только числом ключей, которые необходимо перепробовать аналитику. Следовательно, чем длиннее ключ, тем больше общее число ключей, и тем больше ключей должен перепробовать злоумышленник до того, как найдет корректный ключ. Атаки с использованием грубой силы теоретически всегда должны заканчиваться успешно при наличии необходимого количества времени и ресурсов. Следовательно, алгоритмы нужно оценивать по периоду времени, в течение которого информация остается защищенной при проведении атаки с использованием "грубой силы". Алгоритм расценивается как безопасный, если затраты на получение ключа с помощью атаки "грубой силы" превышают стоимость самой защищаемой информации.

Последний тип атак, реализуемый с использованием уязвимостей в компьютерной системе, как правило, не обсуждается в контексте шифрования. Тем не менее, на практике проще атаковать саму компьютерную систему, чем алгоритм шифрования. К примеру, рассмотрим следующую ситуацию: алгоритм является мощным и имеет длинный ключ, и для его раскрытия с помощью атаки "грубой силы" потребуются оборудование стоимостью в миллионы долларов и масса времени. Однако организация, использующая этот алгоритм, передает ключи через обычную электронную почту. Если известно, когда именно передается ключ, то легче будет перехватить сообщение и выяснить этот ключ.

Еще более ярким примером уязвимости является пакет шифрования, используемый многими пользователями. Этот пакет использует мощные алгоритмы шифрования для зашифровки электронной почты и файлов. Атаки на такую систему нельзя легко осуществить с помощью алгоритмов или атак "грубой силы". Тем не менее, ключ пользователя находится в файле на его компьютере. Файл защищен паролем. Принимая во внимание тот факт, что большинство пользователей не используют в своих паролях комбинации случайных символов, гораздо проще угадать пароль пользователя или получить его с помощью атак "грубой силы", чем получить таким же способом ключ пользователя.

Из этого необходимо сделать вывод о том, что система ничуть не меньше влияет на общую безопасность шифров, чем алгоритм шифрования и ключ.

Шифрование с секретным ключом (симметричные алгоритмы)

Существует два основных типа шифрования:

- с секретным ключом

- с открытым ключом.

При шифровании с секретным ключом требуется, чтобы все стороны, имеющие право на прочтение информации, имели один и тот же ключ. Это позволяет свести общую проблему безопасности информации к проблеме обеспечения защиты ключа. Шифрование с секретным ключом является наиболее широко используемым методом шифрования. Он обеспечивает конфиденциальность информации и гарантию того, что информация остается неизменной в процессе передачи.

Шифрование на секретном ключе также называется симметричным шифрованием, так как для шифрования и дешифрования данных используется один и тот же ключ. На рис. 2 показан базовый принцип шифрования с секретным ключом. Как видно из рисунка, отправитель и получатель информации должны иметь одинаковый ключ.

Рис. 2. Шифрование с секретным ключом

Шифрование с секретным ключом обеспечивает конфиденциальность информации в зашифрованном состоянии. Расшифровать сообщение могут только те лица, которым известен ключ. Любое изменение в сообщении, внесенное во время передачи, будет обнаружено, так как после этого не удастся правильно расшифровать сообщение. Шифрование с секретным ключом не обеспечивает аутентификацию, поскольку любой пользователь может создавать, шифровать и отправлять действительное сообщение.

В общем, шифрование с секретным ключом быстро и легко реализуется с помощью аппаратных или программных средств.

Дата добавления: 2013-12-12