Розуміння атаки з відомим відкритим текстом
Атака з відомим відкритим текстом (KPA) відбувається, коли зловмисник використовує пари зашифрованих та незашифрованих даних, щоб з'ясувати алгоритм шифрування або ключ.
У цій атаці зловмисник має доступ як до зашифрованих даних (шифротексту), так і до оригінальної нешифрованої версії (відкритого тексту). Порівнюючи обидва, зловмисник намагається виявити метод шифрування або ключ.
Наприклад, якщо слово «blockchain» зашифровано як «eorfnfkdlq», знання цієї пари може допомогти зловмисникові розшифрувати інші частини повідомлення, які використовують той же ключ. Це показує, як у деяких методах шифрування навіть невелика кількість інформації може допомогти зламати шифрування.
Ця атака використовує слабкості в техніках шифрування, дозволяючи зловмисникам виявляти патерни або взаємозв'язки між відкритим текстом і шифротекстом. Якщо їх не захистити належним чином, атаки з відомим відкритим текстом можуть підірвати безпеку системи шифрування.
Два поширені методи для експлуатації відкритого тексту та шифротексту — це аналіз частоти та пошук патернів:
Аналіз частоти: Зловмисники використовують прості методи шифрування, де кожна літера або символ замінюються конкретним. Порівнюючи частоту літер або патернів у відкритому тексті та шифротексті, зловмисники можуть виявити ключ або розшифрувати решту повідомлення.
Пошук патернів: Погані актори шукають повторювані патерни. Якщо один і той же відкритий текст призводить до одного й того ж шифротексту, вони можуть виявити тенденції в зашифрованому тексті та використовувати їх для з'ясування алгоритму шифрування, зрештою розшифровуючи все повідомлення.
Як працює атака з відомим відкритим текстом?
Зловмисник може використовувати цю відому пару, щоб «зворотно інженерувати» метод шифрування. Навіть якщо вони спочатку не знають точного ключа або алгоритму, лише доступ до цієї однієї пари відкритого тексту та шифротексту дає їм основу для початку зламу шифрування.
Отже, чим більше пар має зловмисник, тим легше стає з'ясувати метод шифрування та ключ, що значно полегшує розшифровку інших повідомлень, зашифрованих за допомогою того ж методу.
Давайте зрозуміємо, як може працювати атака, продовжуючи приклад з попередньої пари «blockchain» та «eorfnfkdlq»:
Кроки в атаці з відомим відкритим текстом
Збирання відомих пар: Зловмисники збирають пари відкритого тексту та відповідного шифротексту. Ці пари можуть бути отримані через перехоплені комунікації, витоки даних або інші засоби.
Аналіз патерну: Зловмисник порівнює літери у відкритому тексті («blockchain») з відповідними літерами у шифротексті («eorfnfkdlq»). Вивчаючи, як кожна літера у відкритому тексті перетворюється на іншу літеру в шифротексті, зловмисник може помітити патерн. Наприклад, літера «b» перетворюється на «e», «l» перетворюється на «o» і так далі.
Вгадування шифру: На основі змін між відкритим текстом і шифротекстом зловмисник може робити обґрунтовані припущення про алгоритм шифрування. Наприклад, якщо літери зміщуються на певну кількість позицій, зловмисник може помітити, що кожна літера в «blockchain» була зміщена на певну кількість місць в алфавіті. Наприклад, у шифрі Цезаря ви можете зміщувати кожну літеру на три позиції, як показано на зображенні вище.
Зламування шифру: Як тільки зловмисник виявляє патерн або правило шифрування, він може застосувати ці знання, щоб розшифрувати інші частини повідомлення або навіть майбутні повідомлення, які використовують той же ключ або алгоритм.
Чи знали ви? Метод шифрування Цезаря названий на честь Юлія Цезаря, який використовував його для своїх приватних повідомлень.
Атаки з вибраним відкритим текстом (CPA) проти атак з відомим відкритим текстом (KPA)
Атаки з вибраним відкритим текстом передбачають, що противники вибирають відкритий текст і аналізують відповідний шифротекст, тоді як атаки з відомим відкритим текстом відбуваються, коли зловмисники мають часткові знання про відкритий текст.
У простих термінах, ключова різниця між CPA та KPA полягає в:
Атаки з вибраним відкритим текстом: Зловмисники можуть вибирати або обирати відкритий текст, який вони хочуть, і вивчати, як він шифрується в шифротекст.
Атаки з відомим відкритим текстом: Зловмисники вже мають доступ до деяких пар відкритого тексту та шифротексту та використовують цю інформацію для аналізу шифрування, не вибираючи відкритий текст самостійно.
Розуміння цих відмінностей є важливим для розробки сильних криптографічних засобів захисту.
Чи знали ви? Фішинг — це обманна техніка, коли зловмисники вводять людей в оману, щоб розкрити чутливу інформацію, таку як паролі, видаючи себе за надійні джерела, тоді як відкритий текст просто відноситься до даних або повідомлень, які не зашифровані і можуть бути прочитані будь-ким.
Як захиститися від атаки з відомим відкритим текстом?
Щоб захиститися від атак з відомим відкритим текстом, прийміть сильні алгоритми шифрування, надійно управляйте ключами шифрування, використовуйте унікальні ключі для кожної сесії та додавайте випадковість до процесів шифрування, щоб підвищити захист від атак.
Виберіть алгоритми шифрування, які можуть витримати атаки з відомим відкритим текстом, використовуючи сильні техніки шифрування. Запобігаючи зв'язкам між патернами у відкритому тексті та патернами у шифротексті, сучасні криптографічні алгоритми, такі як Стандарт шифрування даних (AES), створюються для того, щоб вижити в таких атаках. AES є широко використовуваним симетричним алгоритмом шифрування, відомим своєю безпекою та ефективністю.
Надійно управляйте ключами шифрування, щоб уникнути несанкціонованого доступу. Використовуйте безпечні сховища ключів, часто змінюйте свої ключі та використовуйте потужні техніки генерації ключів. Крім того, уникайте шифрування окремих, передбачуваних шматків даних. Щоб зупинити зловмисника від використання відомих пар, зашифруйте все повідомлення або файл.
Крім того, використовуйте різні ключі для різних сесій та заходів. Вплив атаки з відомим відкритим текстом зменшується, оскільки кожна сесія використовуватиме різний ключ шифрування. Також підтримуйте найновіші версії своїх систем, бібліотек та програмного забезпечення для шифрування. Виправлення безпеки, які усувають вразливості, часто включаються в оновлення.
Перед шифруванням відкритого тексту даних додайте криптографічну сіль — випадкове значення — до нього. Це робить кожне шифрування унікальним, навіть коли шифрується той же відкритий текст кілька разів. Крім того, уникайте методів шифрування, які відомі як вразливі до атак з відомим відкритим текстом. Тим не менш, проведіть належну перевірку при виборі алгоритмів шифрування.