知られている平文攻撃を理解する

知られている平文攻撃(KPA)は、ハッカーが暗号化されたデータと暗号化されていないデータのペアを使用して、暗号化アルゴリズムや鍵を特定しようとする場合に発生します。

この攻撃では、ハッカーは暗号化されたデータ(暗号文)と元の暗号化されていないバージョン(平文)の両方にアクセスがあります。二つを比較することで、攻撃者は暗号化方法や鍵を発見しようとします。

例えば、「blockchain」という単語が「eorfnfkdlq」として暗号化されている場合、このペアを知ることで攻撃者は同じ鍵を使用するメッセージの他の部分を解読するのに役立つかもしれません。これは、いくつかの暗号化方法では、少量の情報でも暗号を解読する助けになることを示しています。

この攻撃は、暗号化技術の弱点を利用して、攻撃者が平文と暗号文の間のパターンや関係を特定できるようにします。適切に保護されていない場合、知られている平文攻撃は暗号化システムのセキュリティを損なう可能性があります。

平文と暗号文を悪用するための二つの一般的な技術は、頻度分析とパターンマッチングです:

  • 頻度分析:攻撃者は、各文字または記号が特定のものに置き換えられる単純な暗号化方法を使用します。平文と暗号文の文字やパターンの頻度を比較することで、攻撃者は鍵を発見したり、メッセージの残りを解読したりすることができます。

  • パターンマッチング:悪意のある行為者は、繰り返しパターンを探します。同じ平文が同じ暗号文に変換される場合、彼らは暗号文内のトレンドを特定し、それを使用して暗号化アルゴリズムを特定し、最終的にメッセージ全体を解読します。

知られている平文攻撃はどのように機能しますか?

攻撃者はこの既知のペアを使用して、暗号化方法を「リバースエンジニアリング」できます。最初は正確な鍵やアルゴリズムを知らなくても、この一対の平文と暗号文にアクセスするだけで、暗号を解読するための足場を得ることができます。

したがって、攻撃者が持つペアが多いほど、暗号化方法や鍵を特定するのが容易になり、同じ方法を使用して暗号化された他のメッセージを解読するのがはるかに簡単になります。

攻撃がどのように機能するかを理解しましょう。前の「blockchain」と「eorfnfkdlq」のペアの例を続けて:

知られている平文攻撃のステップ

  • 知られているペアの収集:攻撃者は、平文とそれに対応する暗号文のペアを収集します。これらは、傍受された通信、データ漏洩、または他の手段を通じて取得できます。

  • パターンの分析:攻撃者は、平文(「blockchain」)の文字を対応する暗号文(「eorfnfkdlq」)の文字と比較します。平文の各文字が暗号文で異なる文字に変換される方法を調べることで、攻撃者はパターンに気付くかもしれません。例えば、文字「b」は「e」に、文字「l」は「o」に変わります。

  • 暗号の推測:平文と暗号文の間の変化に基づいて、攻撃者は暗号化アルゴリズムについての教育的な推測を行うことができます。例えば、文字が固定の数の位置だけシフトされている場合、攻撃者は「blockchain」の各文字がアルファベットの特定の数の場所だけシフトされていることに気付くかもしれません。例えば、シーザー暗号では、各文字を三つの位置だけシフトすることがあります。

  • 暗号の破壊:攻撃者がパターンや暗号化ルールを特定すると、その知識を利用して他のメッセージの他の部分を解読したり、同じ鍵やアルゴリズムを使用する将来のメッセージを解読したりできます。

ご存知ですか? シーザー暗号法は、ユリウス・シーザーにちなんで名付けられ、彼はプライベートメッセージに使用しました。

選択された平文攻撃(CPA)vs. 知られている平文攻撃(KPA)

選択された平文攻撃は、敵が平文を選択し、それに対応する暗号文を分析するのに対し、知られている平文攻撃は、攻撃者が平文の部分的な知識を持っているときに発生します。

簡単に言えば、CPAとKPAの主な違いは:

  • 選択された平文攻撃:攻撃者は、望む平文を選択または選び、その暗号化がどのように行われるかを調べることができます。

  • 知られている平文攻撃:攻撃者はすでにいくつかの平文-暗号文ペアにアクセスしており、この情報を使用して暗号化を分析しますが、自ら平文を選択することはありません。

これらの区別を理解することは、強力な暗号防御を開発するために不可欠です。

ご存知ですか? フィッシングは、攻撃者が信頼できるソースを装って、個人にパスワードなどの機密情報を明らかにさせる欺瞞的な技術であり、一方で平文は暗号化されていない、誰でも読めるデータやメッセージを指します。

知られている平文攻撃から保護する方法は?

知られている平文攻撃から守るために、強力な暗号アルゴリズムを採用し、暗号鍵を安全に管理し、セッションごとにユニークな鍵を使用し、攻撃に対する保護を強化するために暗号化プロセスにランダム性を追加してください。

知られている平文攻撃に耐えることができる暗号アルゴリズムを選択し、強力な暗号技術を使用してください。平文のパターンが暗号文のパターンと相関しないようにすることで、現代の暗号化アルゴリズム(AESなど)はそのような攻撃に耐えられるように設計されています。AESは、そのセキュリティと効率性で知られる広く使用されている対称暗号アルゴリズムです。

暗号鍵を安全に管理して、不正アクセスを避けてください。安全な鍵リポジトリを使用し、鍵を頻繁にローテーションし、強力な鍵生成技術を使用します。さらに、離散的で予測可能なデータの塊を暗号化することを避けてください。攻撃者が知られているペアを使用できないようにするために、メッセージ全体またはファイル全体を暗号化してください。

さらに、さまざまなセッションや試みに対してさまざまな鍵を使用してください。知られている平文攻撃の影響は、各セッションが異なる暗号鍵を使用するため、軽減されます。また、システム、ライブラリ、および暗号ソフトウェアの最新バージョンを維持してください。脆弱性を修正するセキュリティ修正は、更新に頻繁に含まれています。

データの平文を暗号化する前に、暗号的なソルト(ランダムな値)を追加します。これにより、同じ平文を複数回暗号化しても、各暗号化がユニークになります。また、知られている平文攻撃に対して脆弱であることが知られている暗号化方法を避けてください。それを考慮して、暗号アルゴリズムを選択する際には適切なデューデリジェンスを行ってください。