Криптоанализ
-
Определение криптоанализа
- Криптоанализ — это процесс анализа информационных систем для понимания скрытых аспектов.
- Используется для взлома криптографических систем и получения доступа к зашифрованным сообщениям.
-
Методы криптоанализа
- Включает математический анализ криптографических алгоритмов и атаки по побочным каналам.
- Методы менялись на протяжении истории, адаптируясь к сложности криптографических данных.
-
Шифрование и криптоанализ
- Шифрование преобразует конфиденциальную информацию в нечитаемую форму.
- Криптоанализ пытается получить информацию об оригинале, пытаясь взломать шифрование.
-
Типы криптографических атак
- Атака с известным открытым текстом: злоумышленник имеет доступ к зашифрованным текстам и их открытым текстам.
- Атака с выбранным открытым текстом: злоумышленник может выбирать открытые тексты для шифрования.
- Адаптивная атака с выбранным открытым текстом: аналогично атаке с выбранным открытым текстом, но с возможностью выбора последующих открытых текстов.
- Атака с использованием связанного ключа: злоумышленник может получить зашифрованные тексты, зашифрованные разными ключами.
-
Вычислительные ресурсы и частичные взломы
- Атаки могут быть охарактеризованы временем, памятью и данными.
- Частичные взломы могут быть полезны для доказательства несовершенства криптосистемы.
-
История криптоанализа
- Криптоанализ эволюционировал вместе с криптографией.
- Классические шифры, такие как шифр Лоренца и японский фиолетовый код, были взломаны с помощью дедукции.
- Аль-Кинди и Аль-Халиль внесли значительный вклад в развитие криптоанализа.
-
История криптоанализа
- Аль-Кинди описал первые криптоаналитические методы, включая частотный анализ.
- Ибн Адлан внес вклад в размер выборки для частотного анализа.
- Джамбаттиста делла Порта написал основополагающую работу по криптоанализу.
-
Влияние на историю
- Криптоанализ повлиял на историю, раскрывая тайные планы.
- В Англии Мария, королева Шотландии, была казнена за измену после расшифровки её переписки.
- В Европе в 15-16 веках был разработан многоалфавитный шифр замещения.
-
Криптоанализ в мировых войнах
- Во время Первой мировой войны взлом телеграммы Циммермана помог США вступить в войну.
- Во время Второй мировой войны союзники использовали криптоанализ для победы.
- Разведка «Ультра» сократила войну на два года.
-
Методы криптоанализа
- Частотный анализ опирается на лингвистические знания и статистику.
- В эпоху Второй мировой войны автоматизация была применена к криптоанализу.
- Взаимные машинные шифры, такие как «Энигма», требовали новых уровней математической сложности.
-
Современные методы криптографии
- Современные криптосистемы стали более невосприимчивыми к криптоанализу.
- Криптоанализ может быть заменен перехватом, прослушиванием и квантовыми компьютерами.
- Эффективность криптоаналитических методов остается неизвестной.
-
Примеры современных атак
- Блочный шифр Madryga был взломан в 1998 году.
- FEAL-4 был уничтожен в результате атак.
- Системы A5/1, A5/2, SVEA и DECT могут быть взломаны за короткое время.
- Протокол WEP был взломан в 2001 году.
- В 2008 году SSL был взломан с использованием слабых мест в хэш-функции MD5.
-
Современные шифры и криптоанализ
- Современные шифры могут быть более устойчивы к криптоанализу, чем Enigma.
- Криптоанализ и информационная безопасность остаются активными областями.
-
Симметричные шифры
- Атака бумерангом, атака грубой силой, атака Дэвиса, дифференциальный криптоанализ, интегральный криптоанализ, линейный криптоанализ, атака «Встречай посередине».
- Современный криптоанализ включает атаки по связанному ключу, сэндвич-атаку, скользящую атаку, атаку XSL.
-
Асимметричные шифры
- Асимметричная криптография основана на двух ключах: закрытом и открытом.
- Безопасность зависит от сложности математических задач.
- Примеры: схема обмена ключами Диффи-Хеллмана, RSA.
-
Атаки на криптографические хэш-системы
- Нападение на день рождения, радужный стол, атаки по сторонним каналам, криптоанализ с использованием секретных данных, атака «Человек посередине», анализ мощности, повторная атака, криптоанализ с использованием резинового шланга, временной анализ.
-
Квантовые вычисления и криптоанализ
- Квантовые компьютеры могут быть использованы в криптоанализе.
- Алгоритм Шора и алгоритм Гровера могут ускорить поиск ключей.
-
Экономика безопасности и информационная безопасность
- Экономика безопасности включает глобальное наблюдение и обеспечение информационной безопасности.
- Информационная безопасность защищает информацию путем снижения рисков.
-
Исторические криптоаналитики
- Конел Хью О’Донел Александер, Чарльз Бэббидж, Фредсон Бауэрс, Ламброс Д. Каллимахос, Джоан Кларк, Аластер Деннистон, Агнес Мейер Дрисколл, Элизабет Фридман, Уильям Ф. Фридман, Мередит Гарднер, Фридрих Касиски, Аль-Кинди, Дилли Нокс, Соломон Кульбак, Мариан Реевский, Джозеф Рошфор, Фрэнк Роулетт, Абрахам Синьков, Джованни Соро, Джон Тилтман, Алан Тьюринг, Уильям Т. Тутте, Джон Уоллис, Уильям Стоун Уидон, Герберт Ярдли.
-
Рекомендации и источники
- Ибрагим А. Аль-Кади, «Истоки криптологии: вклад арабов», Cryptologia, 16 (2) (апрель 1992) стр. 97–126.
- Фридрих Л. Бауэр: «Расшифрованные секреты». Спрингер, 2002. ISBN 3-540-42674-4.
- Хелен Фуше Гейнс, «Криптоанализ», 1939, Дувр. ISBN 0-486-20097-3.
- Дэвид Кан, «Взломщики шифров – история тайнописи», 1967. ISBN 0-684-83130-9.
- Ларс Р. Кнудсен: Современные блочные шифры. Лекции по информационной безопасности 1998: 105-126.
- Абрахам Синьков, Элементарный криптоанализ: математический подход, Математическая ассоциация Америки, 1966. ISBN 0-88385-622-0.
- Кристофер Свенсон, Современный криптоанализ: методы продвинутого взлома кода, ISBN 978-0-470-13593-8.
- Фридман, Уильям Ф., Военный криптоанализ, Часть I, ISBN 0-89412-044-1.
- Фридман, Уильям Ф., Военный криптоанализ, Часть II, ISBN 0-89412-064-6.
- Фридман, Уильям Ф., Военный криптоанализ, Часть III, Более простые разновидности систем апериодической подстановки, ISBN 0-89412-196-0.
- Фридман, Уильям Ф., Военный криптоанализ, Часть IV, Системы транспонирования и фракционирования, ISBN 0-89412-198-7.
- Фридман, Уильям Ф. и Ламброс Д. Каллимахос, Военная криптоаналитика, Часть I, Том 1, ISBN 0-89412-073-5.
- Фридман, Уильям Ф. и Ламброс Д. Каллимахос, Военная криптоаналитика, Часть I, Том 2, ISBN 0-89412-074-3.
- Фридман, Уильям Ф. и Ламброс Д. Каллимахос, Военная криптоаналитика, Часть II, Том 1, ISBN 0-89412-075-1.
- Фридман, Уильям Ф. и Ламброс Д. Каллимахос, Военная криптоаналитика, Часть II, Том 2, ISBN 0-89412-076-X.
- Стенограмма лекции, прочитанной проф. Тутте в Университете Ватерлоо.
-
Дальнейшее чтение и внешние ссылки
- Базовый криптоанализ (файлы содержат заголовок из 5 строк, который должен быть удален в первую очередь).
- Проекты распределенных вычислений.
- Список инструментов для криптоанализа в современной криптографии.
- Криптографический уголок Саймона Сингха.
- Национальный музей вычислительной техники.
- Сверхнадежный инструмент для взлома простых шифров подстановки.
- Как Алан Тьюринг взломал код «Энигмы» Имперские военные музеи.