Information security 什麼是安全的加密系統 what's the secure encrypting system
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Please see: http://autekroy.blogspot.tw/ This is my presentation PowerPoint for the information security course when I was a sophomore. My apology for the viewers don't know Chinese. The information security series in this blog are almost in Chinese. The topic is "What's the Secure Encrypting System?" 下面是我在大二上資訊安全的課程時所製作的上課報告投影片 這份主題是"什麼是安全的加密系統?"
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Information security 什麼是安全的加密系統 what's the secure encrypting system
- 1. 什麼是安全的加密系統? Author: 張耀仁 wing Blogger: http://autekroy.blogspot.tw/ Email: autek-roy@hotmail.com
- 4. 1.安全的加密系統-絕對安全 • 使用一次性密碼本(One-Time Pad) (以亂數為基礎) • 例如弗納姆密碼 : Vernam Cipher • 一種串流密碼
- 5. 1.安全的加密系統-絕對安全 • 即於明文中附加相同長度亂數列，因為沒 有其他可以對照的資料，所以沒法破解 • Vernam 1917年提出 • Shannon 1949年證明不可能被破解
- 6. 1.安全的加密系統-相對安全 • 近代密碼學的各種加密方法 • 非使用One-Time Pad • 使用特定加密算法配合自訂的金鑰
- 7. 1.安全的加密系統-相對安全 • 許多時候，看起來似乎只要試過所有的可 能性, 就能破解密碼系統。(暴力破解) • 但是，假設你的電腦每秒鐘可處理10^9次 某種運算， 而你需要試10^30種可能性後 才能達成任務。 • 一年約有3× 10^7秒，所需時間比3 × 10^13 年還要長一些，比宇宙的預測年齡還要長。
- 8. 1.安全的加密系統-相對安全 • EX:DES、3DES、 AES、IDEA、RC系列算法 • 有可能破解，時間長短問題，有些算法並 沒有有效方法破譯，暴力破解的時間複雜 度太高等於現階段無法解開!
- 9. 1.安全的加密系統-表格比較 絕對安全 破解可能 相對安全 絕不可能 有可能，看所需時間長短 因為使用一對一的 都有特算法，不同的只是金 執行速度 一次性密碼本，所 鑰部分，執行速度因算法而 以加解密時間較長 異。EX:3DES>DES(當然) 成本 例子 成本高，因為密碼 成本較低，因為算法已經固 本每次都需要換， 定，不同的只是金鑰部分， 不能重複使用！ 所以只需改變金鑰就可以。 Vernam Cipher EX:DES、3DES、 AES、IDEA
- 13. 2.加密系統的安全標準 1.柯克霍夫斯原理(Kerckhoffs’ Principle) • 必須永遠假設敵方知道你所使用的方法。 一個安全的系統即是此系統除了鑰匙之外 所有的一切是人盡皆知的。 • 一切盡在密鑰 2. Claude Shannon以更精簡的話表達為: 敵 方知悉一切(the enemy knows the system) ，此被稱之為他的格言(Shannon’s maxim)
- 14. 2.加密系統的安全標準 • 依照Kerckhoffs’ Principle和Shannon’s maxim • 所以安全的系統要只靠不同的金鑰就能保 護資料！ • 所以防護標準就是別讓其他人攻破金鑰！
- 16. 攻擊方式 • 密文攻擊法(Ciphertext-Only Attack)：破密者祇能截收到密 文，由密文直接破解出明文。 • 已知明文攻擊法(Known-Plaintext Attack)：破密者擁有一 些互相對應的明文─密文，欲由這些明文─密文對，求出解 密金匙 k2，或求出下一個密文Ci+1。 • 選擇文攻擊(Chosen-Text Attack)：在選擇文攻擊時，假設 破密者對明文(或密文)可以有選擇或控制的能力。
- 17. 攻擊方式 選擇文攻擊(Chosen-Text Attack)又分以下兩種 • 選擇明文攻擊(Chosen-Plaintext Attack):在攻擊前 選擇一些明文並從系統中獲得相對應的密文。 • 如果可在攻擊中途可以根據已獲得的信息選新的明 文並獲得對應的密文，則稱為適應性選擇明文攻 擊。 • 選擇密文攻擊(Chosen-Ciphertext Attack):在攻擊前 選擇一些密文並從系統中獲得相對應的明文。 • 如果可在攻擊中途可以根據已獲得的信息選新的密 文並獲得對應的明文，則稱為適應性選擇密文攻 擊。
- 18. 攻擊方式 相關鑰匙攻擊： • 與選擇明文（或密文）攻擊類似。 • 不同:攻擊者可以得到被兩個不同的鑰匙所 加密（或解密）得到的密文（或明文）。 • 攻擊者不知道這兩個鑰匙的數值，但知道 這兩個鑰匙之間的關系，如兩個鑰匙之間 相差一個比特。 (目前教對稱式而已，所以以上面三種為準)
- 19. 2.加密系統的安全標準 • 不同種類的攻擊在實際中可能出現的機會也不相 同。 • 密碼學家在設計算法時通常會假設最壞的情形。因 為如果一個算法連不現實的攻擊都可以承受，那麼 自然也可以抵抗實際可行的密碼分析。 • 事實上，假設雖然初看上去不切實際，但其實不 然。 • 已知明文攻擊中，攻擊者有可能知道或猜出明文的 一部分。例如:一封加密過的信可能以「敬啟者」開 頭，一個電腦會話有可能以「用戶名：」開頭。 • 選擇文攻擊較為少見，但並非不可能。 • 相關鑰匙攻擊通常是在理論上的討論，但在實際中 也會被用到，例如對WEP的攻擊。
- 23. 思耂一下:問題二 • 若一加密系統為 [M]*[K]=[C]， 其中[M](明文)、[C](密文)為1*n矩陣， [K]為n*n non-singular矩陣 請問這樣的加密系統是否安全？為什麼？
- 24. 加密系統-Hill • 由數學家Lester Hill於1929年發明 • • • • Hill 加密法 加密系統為 [M]*[K]=[C] 使用矩陣加密 金鑰 k:一個矩陣
- 26. 加密系統-Hill • 對已知明文攻擊不能抵擋 • 算式有三個未知，知道明文-密文後就只剩 一個未知 • [k]為n*n non-singular矩陣 • 只要知道任一個對應的明文-密文就可以求 出[K]的反矩陣 • 所以今鑰就被破譯了
- 27. 加密系統-Hill • 對於這個系統來說，我覺得是不安全的 原因: • 對已知明文攻擊就不能抵擋了 • 選擇文攻擊(強度更強)當然也不能抵擋 • 現在要取得任一的相對明文-密文並不是太 難，所以不能期望攻擊者都用唯密文攻 擊。
- 28. 課程建議 • 現在感覺還不錯，大家作作業然後好的上 台分享，助教老師再補充! • 但是作業有點多，怕之後會負荷不了 • 希望老師能給一些數論的參耂資料，因為 單純的從網路、書上找資料有點沒有系統