Галоўная Бяспека Асновы крыптаграфіі

Асновы крыптаграфіі

Пад крыптаграфіяй маецца на ўвазе працэс схавання інфармацыі шляхам пераўтварэння чытэльнага тэксту ў нечытэльны тэкст пры дапамозе нейкага ключа альбо алгарытму шыфравання.

Інфармацыя, абароненая з дапамогай крыптаграфіі, уключае электронныя лісты, файлы і іншыя канфідэнцыйныя дадзеныя.

Мэтай крыптаграфіі з'яўляецца забеспячэнне захаванасці зашыфраванай інфармацыі сваёй канфідэнцыяльнасці, цэласнасці, аўтэнтыфікацыі і адмовы ад яе.

Тыпы крыптаграфіі

Шыфраванне мае два тыпы:

Сіметрычнае шыфраванне выкарыстоўвае адзін ключ для шыфравання і расшыфроўкі інфармацыі, якая адпраўляецца / атрымлівае.
Асіметрычнае шыфраванне выкарыстоўвае розныя ключы для шыфравання і расшыфроўкі інфармацыі, якая адпраўляецца / атрымлівае.

Шыфр

Шыфр адносіцца да алгарытму, які выкарыстоўваецца для шыфравання і дэшыфравання.

Тыпы шыфра:

Класічныя шыфры

Шыфр падмены - гэта шыфр, у якім звычайны тэкст заменены на зашыфраваны тэкст.
Транспазіцыйны шыфр - гэта шыфр, у якім звычайны тэкст перабудоўваецца, каб стварыць зашыфраваны тэкст.

Сучасны шыфр

Шыфры на аснове ключоў:
- Алгарытм сіметрычнага ключа - гэта алгарытм, які выкарыстоўвае адзін ключ для шыфравання і дэшыфравання
- Алгарытм асіметрычнага ключа - гэта алгарытм, які выкарыстоўвае два ключы для шыфравання і дэшыфравання
Шыфры на аснове ўводу:
- Блочны шыфр - гэта шыфр, які працуе на блоках дадзеных фіксаванага памеру з выкарыстаннем сіметрычнага ключа
- Шыфр патоку - гэта шыфр, які адначасова працуе з адным бітам, выкарыстоўваючы сіметрычны ключ

Алгарытмы шыфравання

АФ

DES - гэта стандарт шыфравання дадзеных, які выкарыстоўвае сіметрычнае шыфраванне. Сакрэтны ключ, які выкарыстоўваецца для шыфравання і дэшыфравання, мае 64 біты, з якіх 56 біт генеруюцца выпадковым чынам, а астатнія 8 біт выкарыстоўваюцца пры праверцы памылак.

AES

AES - гэта алгарытм сіметрычнага ключа, які выконвае адну і тую ж аперацыю некалькі разоў. Ён выкарыстоўвае блок фіксаванага памеру ў 128 біт і ключы трох памераў: 128, 192 і 256 біт.

RC4, RC5, RC6

RC4 - гэта алгарытм ключа зменнай даўжыні, які працуе адзін раз у раз і выкарыстоўвае выпадковыя перастаноўкі. Ён адносіцца да групы струменевых шыфраў з сіметрычным ключом.

RC5 гэта параметрызаваны алгарытм, які мае зменны памер блока, зменны памер ключа і зменную колькасць раундаў. Памер блока можа быць адным з трох: 32, 64 і 128 біт. Памер ключа можа складаць ад 0 да 2040 біт. Колькасць раўндаў можа складаць ад 0 да 255.

RC6 паходзіць ад RC5 і мае дзве дадатковыя функцыі: ён выкарыстоўвае цэлалікавае множанне і 4-разрадныя рэгістра (RC5 выкарыстоўвае 2-разрадныя рэгістра).

Дзве рыбы

Алгарытм Twofish - гэта блочны шыфр, які выкарыстоўвае 128-бітныя блокі і адзін ключ для шыфравання і дэшыфравання. Памер ключа можа вагацца ад 0 да 256 біт.

DSA

DSA - гэта асіметрычны алгарытм, які выкарыстоўвае як закрыты, так і адкрыты ключы. Закрыты ключ паведамляе, хто падпісаў паведамленне, а адкрыты ключ правярае лічбавы подпіс. Пры абмене паведамленнямі паміж двума суб'ектамі кожны стварае адкрыты і закрыты ключ.

RSA

RSA выкарыстоўвае модульныя арыфметычныя і элементарныя тэорыі лікаў для выканання вылічэнняў з выкарыстаннем двух вялікіх простых лікаў. Ён лічыцца стандартам шыфравання і як такі выкарыстоўваецца ў розных праграмах. RSA выкарыстоўвае як прыватныя, так і адкрытыя ключы ў працэсе шыфравання і дэшыфравання.

Дыфі-Хелман

Алгарытм Diffie-Hellman выкарыстоўваецца для генерацыі агульнага ключа паміж двума аб'ектамі па ненадзейнаму каналу. Гэта дазваляе двум бакам стварыць ключ шыфравання, а затым зашыфраваць свой трафік гэтым ключом.

Дайджэст паведамленняў

Функцыі дайджэсту паведамленняў або аднабаковыя функцыі выкарыстоўваюцца для разліку унікальнага радкавага прадстаўлення блока інфармацыі з фіксаваным памерам. Яны не могуць быць адменены і выкарыстоўваюцца для праверкі цэласнасці файла.

MD5 - гэта алгарытм дайджэсту паведамленняў, які прымае ўвод адвольнай даўжыні і стварае 128-бітны дайджэст паведамлення. Гэты алгарытм выкарыстоўваецца ў праграмах лічбавага подпісу, праверцы цэласнасці файлаў і захоўванні пароляў.

ША

Алгарытм бяспечнага хэшавання альбо SHA - гэта алгарытм, які стварае крыптаграфічна бяспечны дайджэст паведамленняў. Ёсць тры пакаленні алгарытмаў SHA: SHA-1, SHA-2 і SHA-3. SHA-1 вырабляе 160-бітныя дайджэсты, тады як SHA-2 і SHA-3 вырабляюць 256, 384 і 512-бітныя дайджэсты.

HMAC

Код аўтэнтыфікацыі паведамленняў на аснове хэша альбо HMAC - гэта тып кода аўтэнтыфікацыі паведамленняў. Ён выкарыстоўвае камбінацыю крыптаграфічнага ключа і хэш-функцыі, такія як SHA-1 або MD5. Ён выкарыстоўваецца для праверкі сапраўднасці і праверкі цэласнасці.

PKI

PKI расшыфроўваецца як 'Інфраструктура адкрытых ключоў' і спасылаецца на абсталяванне, праграмнае забеспячэнне, людзей, палітыкі і працэдуры, неабходныя для кіравання лічбавымі сертыфікатамі. Гэта архітэктура бяспекі, якая была распрацавана для павышэння канфідэнцыяльнасці інфармацыі, якая абменьваецца.

Падпісаны сертыфікат - гэта сертыфікат, выдадзены органамі па сертыфікацыі (ЦС). Ён змяшчае адкрыты ключ і асобу ўладальніка.

Самападпісаны сертыфікат - гэта сертыфікат, выдадзены і падпісаны самім. Звычайна ён выкарыстоўваецца для тэставання, і ў адваротным выпадку не варта давяраць.

Шыфраванне электроннай пошты і дыска

Лічбавы подпіс

Лічбавы подпіс ствараецца з выкарыстаннем асіметрычнай крыптаграфіі. Ён прымацоўваецца да перададзеных дадзеных і ўяўляе сабой крыптаграфічны спосаб аўтэнтыфікацыі.

SSL

SSL расшыфроўваецца як Secure Sockets Layer і спасылаецца на пратакол на прыкладным узроўні, задачай якога з'яўляецца забеспячэнне бяспекі перадачы паведамленняў праз сетку і Інтэрнэт.

TLS

TLS расшыфроўваецца як Transport Layer Security і спасылаецца на пратакол, які ўсталёўвае бяспечнае злучэнне кліент-сервер і забяспечвае цэласнасць і прыватнасць інфармацыі падчас перадачы.

PGP

PGP расшыфроўваецца як 'Даволі добрая абарона' і спасылаецца на пратакол, які выкарыстоўваецца для шыфравання і дэшыфравання аўтэнтыфікацыі і крыптаграфічных дадзеных. PGP выкарыстоўваецца для сціскання дадзеных, лічбавых подпісаў, шыфравання / дэшыфравання электроннай пошты і іншай канфідэнцыйнай інфармацыі.

Шыфраванне дыска

Шыфраванне дыска мае на ўвазе шыфраванне ўсіх дадзеных, якія захоўваюцца на дыску. Мэта складаецца ў тым, каб абараніць дадзеныя, якія захоўваюцца на дыску, і забяспечыць іх канфідэнцыяльнасць.

Крыптааналіз

Крыптааналіз адносіцца да працэсу расшыфроўкі шыфраў і зашыфраванага тэксту. Ён можа выяўляць уразлівасці ў крыптасістэмах і, такім чынам, здабываць звычайны тэкст з зашыфраванай.

Метады, якія выкарыстоўваюцца пры крыптааналізе:

Лінейны крыптааналіз выкарыстоўваецца на блочных шыфрах
Дыферэнцыяльны крыптааналіз выкарыстоўваецца на сіметрычных ключавых алгарытмах
На блочных шыфрах выкарыстоўваецца інтэгральны крыптааналіз

Метадалогія парушэння кода

Метады, якія выкарыстоўваюцца для вымярэння трываласці алгарытму шыфравання шляхам парушэння шыфравання, ўключаюць:

Тэхніка грубай сілы спрабуе ўсялякую камбінацыю сімвалаў парушыць шыфраванне
Тэхніка частотнага аналізу аналізуе частату ўзнікнення пэўных сімвалаў і на аснове гэтага парушае шыфраванне
Тэхніка падману і падману патрабуе выкарыстання метадаў сацыяльнай інжынерыі для здабывання ключоў і парушэння шыфравання
Тэхніка аднаразовай кладкі спасылаецца на непарушнае шыфраванне, пры якім звычайны тэкст спалучаецца з ключом, які складаецца з набору сімвалаў, які не паўтараецца, генеруецца выпадковым чынам і мае такую ж даўжыню, што і паведамленне, якое адпраўляецца.

Крыптаграфічныя атакі

Атака толькі з зашыфраваным тэкстам гэта атака, пры якой у зламысніка ёсць калекцыя тэкстаў шыфраў, якія неабходна прааналізаваць, каб знайсці ключ і зашыфраваць тэкст.
Атака вядомага адкрытага тэксту гэта атака, пры якой у зламысніка ёсць частка адкрытага тэксту, на аснове якой ён выводзіць ключ.
Абраная атака адкрытага тэксту гэта атака, пры якой зламыснік атрымлівае ключ, аналізуючы звычайны тэкст і адпаведны зашыфраваны тэкст, які ствараецца зламыснікам.
Абраная атака зашыфраванага тэксту гэта атака, пры якой зламыснік атрымлівае звычайны тэкст для набору выбраных шыфраў і спрабуе атрымаць ключ.
Напад грубай сілай уяўляе сабой атаку, пры якой усе магчымыя камбінацыі клавіш спрабуюць супраць зашыфраванага тэксту знайсці патрэбную клавішу. Гэтая атака патрабуе шмат часу і вылічальнай магутнасці.
Слоўніцкія атакі гэта атака, пры якой зламыснік стварае слоўнік адкрытага тэксту і яго зашыфраванага тэксту, а затым выкарыстоўвае гэты слоўнік для разрыву шыфравання.