Verstehen eines bekannten Klartextangriffs

Ein bekannter Klartextangriff (KPA) tritt auf, wenn ein Hacker Paare von sowohl verschlüsselten als auch unverschlüsselten Daten verwendet, um den Verschlüsselungsalgorithmus oder Schlüssel herauszufinden.

Bei diesem Angriff hat der Hacker Zugang zu sowohl den verschlüsselten Daten (Chiffretext) als auch der ursprünglichen unverschlüsselten Version (Klartext). Durch den Vergleich der beiden versucht der Angreifer, die Verschlüsselungsmethode oder den Schlüssel zu entdecken.

Wenn zum Beispiel das Wort „blockchain“ als „eorfnfkdlq“ verschlüsselt wird, könnte dieses Wissen dem Angreifer helfen, andere Teile der Nachricht, die denselben Schlüssel verwenden, zu entschlüsseln. Dies zeigt, wie selbst eine kleine Menge an Informationen in einigen Verschlüsselungsmethoden helfen kann, die Verschlüsselung zu brechen.

Dieser Angriff nutzt Schwächen in Verschlüsselungstechniken aus, die es Angreifern ermöglichen, Muster oder Beziehungen zwischen dem Klartext und dem Chiffretext zu identifizieren. Wenn sie nicht ordnungsgemäß geschützt sind, können bekannte Klartextangriffe die Sicherheit eines Verschlüsselungssystems untergraben.

Zwei gängige Techniken zur Ausnutzung von Klartext und Chiffretext sind Häufigkeitsanalyse und Mustermatching:

  • Häufigkeitsanalyse: Angreifer verwenden einfache Verschlüsselungsmethoden, bei denen jeder Buchstabe oder jedes Symbol durch einen spezifischen ersetzt wird. Durch den Vergleich der Häufigkeit von Buchstaben oder Mustern im Klartext und Chiffretext können Angreifer den Schlüssel aufdecken oder den Rest der Nachricht entschlüsseln.

  • Mustermatching: Böse Akteure suchen nach sich wiederholenden Mustern. Wenn derselbe Klartext denselben Chiffretext ergibt, können sie Trends im verschlüsselten Text identifizieren und diese nutzen, um den Verschlüsselungsalgorithmus herauszufinden, was letztendlich die gesamte Nachricht entschlüsselt.

Wie funktioniert ein bekannter Klartextangriff?

Der Angreifer kann dieses bekannte Paar verwenden, um die Verschlüsselungsmethode „rückgängig zu machen“. Selbst wenn sie anfangs nicht den genauen Schlüssel oder Algorithmus kennen, gibt ihnen der Zugang zu diesem einen Paar aus Klartext und Chiffretext einen Fuß in die Tür, um die Verschlüsselung zu knacken.

Je mehr Paare der Angreifer hat, desto einfacher wird es, die Verschlüsselungsmethode und den Schlüssel herauszufinden, was es viel einfacher macht, andere Nachrichten zu entschlüsseln, die mit derselben Methode verschlüsselt wurden.

Lassen Sie uns verstehen, wie der Angriff funktionieren könnte, indem wir das vorherige Beispiel des „blockchain“ und „eorfnfkdlq“-Paares fortsetzen:

Schritte in einem bekannten Klartextangriff

  • Sammeln bekannter Paare: Angreifer sammeln Paare von Klartext und ihrem entsprechenden Chiffretext. Diese können durch abgefangene Kommunikationen, Datenlecks oder andere Mittel erlangt werden.

  • Analyse des Musters: Der Angreifer vergleicht die Buchstaben im Klartext („blockchain“) mit den entsprechenden Buchstaben im Chiffretext („eorfnfkdlq“). Indem er studiert, wie jeder Buchstabe im Klartext in einen anderen Buchstaben im Chiffretext umgewandelt wird, könnte der Angreifer ein Muster bemerken. Zum Beispiel wird der Buchstabe „b“ zu „e“, „l“ wird zu „o“ und so weiter.

  • Raten des Codes: Basierend auf den Änderungen zwischen dem Klartext und dem Chiffretext kann der Angreifer educated guesses über den Verschlüsselungsalgorithmus anstellen. Wenn die Buchstaben um eine feste Anzahl von Positionen verschoben werden, könnte der Angreifer bemerken, dass jeder Buchstabe in „blockchain“ um eine bestimmte Anzahl von Stellen im Alphabet verschoben wurde. Zum Beispiel könnte man in einer Caesar-Verschlüsselung jeden Buchstaben um drei Positionen verschieben, wie im obigen Bild zu sehen.

  • Brechen der Verschlüsselung: Sobald der Angreifer das Muster oder die Verschlüsselungsregel herausfindet, kann er dieses Wissen anwenden, um andere Teile der Nachricht oder sogar zukünftige Nachrichten, die denselben Schlüssel oder Algorithmus verwenden, zu entschlüsseln.

Wussten Sie schon? Die Caesar-Verschlüsselungsmethode ist nach Julius Caesar benannt, der sie für seine privaten Nachrichten verwendete.

Gewählte-Klartextangriffe (CPA) vs. bekannte-Klartextangriffe (KPA)

Gewählte-Klartextangriffe beinhalten Gegner, die Klartext auswählen und die entsprechenden Chiffretexte analysieren, während bekannte-Klartextangriffe auftreten, wenn Angreifer teilweise Kenntnisse des Klartexts besitzen.

Einfach ausgedrückt, der Hauptunterschied zwischen CPA und KPA ist:

  • Gewählte-Klartextangriffe: Angreifer können den Klartext auswählen oder wählen, den sie möchten, und studieren, wie er in Chiffretext verschlüsselt wird.

  • Bekannte-Klartextangriffe: Angreifer haben bereits Zugang zu einigen Klartext-Chiffretext-Paaren und verwenden diese Informationen, um die Verschlüsselung zu analysieren, ohne den Klartext selbst ausgewählt zu haben.

Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend für die Entwicklung starker kryptografischer Verteidigungen.

Wussten Sie schon? Phishing ist eine irreführende Technik, bei der Angreifer Personen dazu bringen, sensible Informationen wie Passwörter preiszugeben, indem sie sich als vertrauenswürdige Quellen ausgeben, während Klartext einfach Daten oder Nachrichten bezeichnet, die unverschlüsselt und für jedermann lesbar sind.

Wie schützt man sich gegen einen bekannten Klartextangriff?

Um sich gegen bekannte Klartextangriffe abzusichern, verwenden Sie starke Verschlüsselungsalgorithmen, verwalten Sie Verschlüsselungsschlüssel sicher, verwenden Sie eindeutige Schlüssel pro Sitzung und fügen Sie Zufälligkeit zu den Verschlüsselungsprozessen hinzu, um den Schutz gegen Angriffe zu erhöhen.

Wählen Sie Verschlüsselungsalgorithmen, die bekannten Klartextangriffen standhalten können, indem Sie starke Verschlüsselungstechniken verwenden. Durch die Verhinderung von Mustern im Klartext, die mit Mustern im Chiffretext korrelieren, sind moderne kryptografische Algorithmen wie der Advanced Encryption Standard (AES) darauf ausgelegt, solchen Angriffen standzuhalten. AES ist ein weit verbreiteter symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der für seine Sicherheit und Effizienz bekannt ist.

Verwalten Sie die Verschlüsselungsschlüssel sicher, um unbefugten Zugriff zu vermeiden. Verwenden Sie sichere Schlüsselrepositorien, rotieren Sie Ihre Schlüssel häufig und verwenden Sie starke Techniken zur Schlüsselerzeugung. Vermeiden Sie außerdem, diskrete, vorhersehbare Datenmengen zu verschlüsseln. Um zu verhindern, dass ein Angreifer bekannte Paare verwendet, verschlüsseln Sie die gesamte Nachricht oder Datei.

Verwenden Sie außerdem verschiedene Schlüssel für verschiedene Sitzungen und Bestrebungen. Die Auswirkungen eines bekannten Klartextangriffs werden verringert, da jede Sitzung einen anderen Verschlüsselungsschlüssel verwendet. Halten Sie auch die aktuellsten Versionen Ihrer Systeme, Bibliotheken und Verschlüsselungssoftware aufrecht. Sicherheitsupdates, die Schwachstellen beheben, sind häufig in Aktualisierungen enthalten.

Fügen Sie vor der Verschlüsselung des Klartexts der Daten einen kryptografischen Salzt hinzu – einen zufälligen Wert. Dies macht jede Verschlüsselung einzigartig, selbst wenn derselbe Klartext mehrfach verschlüsselt wird. Vermeiden Sie außerdem Verschlüsselungsmethoden, von denen bekannt ist, dass sie anfällig für bekannte Klartextangriffe sind. Das gesagt, führen Sie eine ordnungsgemäße Sorgfaltspflicht bei der Auswahl von Verschlüsselungsalgorithmen durch.