Zrozumienie ataku na podstawie znanego tekstu jawnego
Atak na podstawie znanego tekstu jawnego (KPA) występuje, gdy haker wykorzystuje pary zarówno zaszyfrowanych, jak i nieszyfrowanych danych, aby ustalić algorytm szyfrowania lub klucz.
W tym ataku haker ma dostęp zarówno do zaszyfrowanych danych (szyfrogram), jak i oryginalnej nieszyfrowanej wersji (tekst jawny). Porównując obie, napastnik stara się odkryć metodę szyfrowania lub klucz.
Na przykład, jeśli słowo „blockchain” jest szyfrowane jako „eorfnfkdlq”, znajomość tej pary może pomóc napastnikowi odszyfrować inne części wiadomości, które używają tego samego klucza. To pokazuje, jak w niektórych metodach szyfrowania nawet mała ilość informacji może pomóc w złamaniu szyfrowania.
Ten atak wykorzystuje słabości w technikach szyfrowania, pozwalając napastnikom na identyfikację wzorców lub relacji między tekstem jawnym a szyfrogramem. Jeśli nie zostanie odpowiednio zabezpieczony, ataki na podstawie znanego tekstu jawnego mogą podważyć bezpieczeństwo systemu szyfrowania.
Dwie powszechne techniki do wykorzystywania tekstu jawnego i szyfrogramu to analiza częstotliwości i dopasowywanie wzorców:
Analiza częstotliwości: Napastnicy używają prostych metod szyfrowania, w których każda litera lub symbol jest zastępowany konkretnym. Porównując częstotliwość liter lub wzorców w tekście jawnym i szyfrogramie, napastnicy mogą odkryć klucz lub odszyfrować resztę wiadomości.
Dopasowywanie wzorców: Złe jednostki szukają powtarzających się wzorców. Jeśli ten sam tekst jawny prowadzi do tego samego szyfrogramu, mogą zidentyfikować trendy w zaszyfrowanym tekście i użyć ich do ustalenia algorytmu szyfrowania, ostatecznie odszyfrowując całą wiadomość.
Jak działa atak na podstawie znanego tekstu jawnego?
Napastnik może wykorzystać tę znaną parę do „inżynierii wstecznej” metody szyfrowania. Nawet jeśli na początku nie znają dokładnego klucza lub algorytmu, sama obecność tej jednej pary tekstu jawnego i szyfrogramu daje im punkt zaczepienia do rozpoczęcia łamania szyfrowania.
Tak więc, im więcej par ma napastnik, tym łatwiej jest ustalić metodę szyfrowania i klucz, co znacznie ułatwia odszyfrowanie innych wiadomości, które są szyfrowane przy użyciu tej samej metody.
Zrozummy, jak atak może działać, kontynuując poprzedni przykład pary „blockchain” i „eorfnfkdlq”:
Kroki w ataku na podstawie znanego tekstu jawnego
Zbieranie znanych par: Napastnicy gromadzą pary tekstu jawnego i odpowiadającego im szyfrogramu. Mogą być one uzyskiwane poprzez przechwycone komunikacje, wycieki danych lub inne środki.
Analiza wzorca: Napastnik porównuje litery w tekście jawnym („blockchain”) z odpowiadającymi literami w szyfrogramie („eorfnfkdlq”). Badając, jak każda litera w tekście jawnym zmienia się w inną literę w szyfrogramie, napastnik może zauważyć wzór. Na przykład, litera „b” zmienia się w „e”, „l” w „o” i tak dalej.
Zgadywanie szyfru: Na podstawie zmian między tekstem jawnym a szyfrogramem, napastnik może dokonywać wykształconych przypuszczeń dotyczących algorytmu szyfrowania. Na przykład, jeśli litery są przesuwane o stałą liczbę pozycji, napastnik może zauważyć, że każda litera w „blockchain” została przesunięta o pewną liczbę miejsc w alfabecie. Na przykład, w szyfrze Cezara, możesz przesunąć każdą literę o trzy miejsca, jak pokazano na powyższym obrazie.
Łamanie szyfrowania: Gdy napastnik ustali wzór lub regułę szyfrowania, może zastosować tę wiedzę do odszyfrowania innych części wiadomości lub nawet przyszłych wiadomości, które używają tego samego klucza lub algorytmu.
Czy wiesz? Metoda szyfru Cezara jest nazwana na cześć Juliusza Cezara, który używał jej do swoich prywatnych wiadomości.
Ataki wybrane na podstawie tekstu jawnego (CPA) vs. ataki na podstawie znanego tekstu jawnego (KPA)
Ataki wybrane na podstawie tekstu jawnego obejmują przeciwników wybierających tekst jawny i analizujących odpowiadający mu szyfrogram, podczas gdy ataki na podstawie znanego tekstu jawnego występują, gdy napastnicy posiadają częściową wiedzę o tekście jawnym.
Mówiąc prosto, kluczowa różnica między CPA a KPA to:
Ataki wybrane na podstawie tekstu jawnego: Napastnicy mogą wybierać lub wybierać tekst jawny, który chcą, i badać, jak jest on szyfrowany na szyfrogram.
Ataki na podstawie znanego tekstu jawnego: Napastnicy mają już dostęp do niektórych par tekstu jawnego i szyfrogramu i wykorzystują te informacje do analizy szyfrowania, nie wybierając sami tekstu jawnego.
Zrozumienie tych różnic jest niezbędne do opracowania silnych defensyw kryptograficznych.
Czy wiesz? Phishing to oszukańcza technika, w której napastnicy oszukują osoby, aby ujawniły wrażliwe informacje, takie jak hasła, udając zaufane źródła, podczas gdy tekst jawny odnosi się po prostu do danych lub wiadomości, które są nieszyfrowane i czytelne dla każdego.
Jak chronić się przed atakiem na podstawie znanego tekstu jawnego?
Aby zabezpieczyć się przed atakami na podstawie znanego tekstu jawnego, przyjmij silne algorytmy szyfrowania, zarządzaj bezpiecznie kluczami szyfrowania, używaj unikalnych kluczy dla każdej sesji i dodawaj losowość do procesów szyfrowania, aby wzmocnić ochronę przed atakami.
Wybierz algorytmy szyfrowania, które mogą wytrzymać ataki na podstawie znanego tekstu jawnego, stosując silne techniki szyfrowania. Zapobiegając korelacji wzorców w tekście jawnym z wzorcami w szyfrogramie, nowoczesne algorytmy kryptograficzne, takie jak Standard Szyfrowania Zaawansowanego (AES), są zaprojektowane, aby przetrwać takie ataki. AES jest szeroko stosowanym algorytmem szyfrowania symetrycznego, znanym z bezpieczeństwa i wydajności.
Zarządzaj kluczami szyfrowania w sposób bezpieczny, aby uniknąć nieautoryzowanego dostępu. Używaj bezpiecznych repozytoriów kluczy, często zmieniaj swoje klucze i stosuj silne techniki generowania kluczy. Dodatkowo, unikaj szyfrowania dyskretnych, przewidywalnych fragmentów danych. Aby powstrzymać napastnika przed używaniem znanych par, szyfruj całą wiadomość lub plik.
Ponadto, używaj różnych kluczy dla różnych sesji i działań. Wpływ ataku na podstawie znanego tekstu jawnego jest zmniejszony, ponieważ każda sesja będzie używać innego klucza szyfrowania. Również, utrzymuj najnowsze wersje swoich systemów, bibliotek i oprogramowania szyfrującego. Aktualizacje często zawierają poprawki bezpieczeństwa, które naprawiają luki.
Przed szyfrowaniem tekstu jawnego danych, dodaj sól kryptograficzną — losową wartość — do niego. To sprawia, że każde szyfrowanie jest unikalne, nawet gdy szyfrujesz ten sam tekst jawny wiele razy. Dodatkowo, unikaj metod szyfrowania, które są znane jako podatne na ataki na podstawie znanego tekstu jawnego. Mimo to, przeprowadź odpowiednią due diligence przy wyborze algorytmów szyfrowania.