Файл: Асимметричные криптосистемы.docx

В настоящее время существуют следующие устройства хранения закрытого ключа:

• 
  смарт-карты,
  
• 
  USB-брелоки,
  
• 
  «таблетки» Touch-Memory,
  
• 
  реестр (в защищённой памяти компьютера).
  

Кража или потеря одного из таких устройств хранения может быть легко замечена пользователем, после чего соответствующий сертификат должен/может быть немедленно отозван.

Основные разновидности криптоанализа шифров

Классическая задача криптоанализа — получение открытого текста по зашифрованному тексту, не располагая при этом ключом. Часто под этим подразумевается нахождение ключа.

Некоторые методы криптоанализа шифров обсуждались выше при рассмотрении соответствующих алгоритмов шифрования.

Одна из популярных классификаций методов криптоанализа — по тем данным, которыми должен располагать аналитик. Соответственно выделяют:

— Анализ только шифрованного текста. Криптоаналитику известны алгоритм шифрования и зашифрованный текст.

— Анализ с известным открытым текстом. Криптоаналитик дополнительно располагает несколькими парами соответствующих друг другу фрагментов открытого и зашифрованного текста, созданного с одним и тем же ключом.

— Анализ с избранным открытым текстом. Криптоаналитик имеет возможность выбирать открытый текст для шифрования (т.е. располагает интересующим его открытым текстом и соответствующим ему зашифрованным).

— Анализ с избранным зашифрованным текстом. Криптоаналитик имеет возможность выбирать получать открытый текст для некоторых интересующих его образцов открытого текста.

— Анализ с избранным текстом. Возможности криптоаналитика включают два предыдущих случая.

Существуют также отдельные методы криптоанализа, широко применяющиеся для взлома современных шифров. Перечислим наиболее известные из них.

Статистический криптоанализ. Основан на подсчете частоты встречаемости отдельных символов (или групп символов) в зашифрованном тексте. Подходит для взлома симметричных подстановочных алгоритмов.

Дифференциальный криптоанализ. Разновидность анализа с избранным открытым текстом. Используется при взломе современных симметричных алгоритмов шифрования, в которых текст последовательно проходит несколько раундов преобразований (в частности, известен алгоритм дифференциального криптоанализа шифра DES). Метод основан на прослеживании изменения схожести между двумя текстами. Выбирается пара незашифрованных текстов с определенным отличием (X), после чего анализируются отличия, получившиеся после шифрования одним раундом алгоритма, и определяются вероятности различных ключей. Если для многих пар входных значений, имеющих одно и то же отличие Х, при использовании одного и того же подключа одинаковыми (Y) оказываются и отличия соответствующих выходных значений, то можно говорить, что Х влечет Y с определенной вероятностью. Эта вероятность и присваивается данному подключу раунда.

---

Затем выбирается подключ с наибольшей вероятностью. Процесс повторяется для всех раундов. Цель — определить таким образом все подключи данного ключа (сам ключ при этом может остаться неизвестным).

Линейный криптоанализ. Применяется для взлома блочных симметричных шифров.

В основе лежит понятие линейного приближения — предположение о том, что если выполнить выполнить операцию XOR над некоторыми битами открытого текста, затем над некоторыми битами шифротекста, а затем над результатами, получится бит, который представляет собой XOR некоторых бит ключа. Если это предположение верно с вероятностью выше, то на основе большого числа известных пар открытый текст/зашифрованный текст можно с удовлетворительной вероятностью определить значения отдельных битов ключа.

Полный перебор является наиболее простым методом: он состоит в том, чтобы пробовать все ключи один за другим до тех пор, пока не найдется правильный. Этот метод является наиболее общим, и может быть распараллелен (вычисления могут быть распределены на много машин). Кроме того, он наиболее реалистичен: если рассматривать случай симметричной системы шифрования (которая ставит в соответствие блоку, состоящему из нескольких байтов, другой блок той же длины, но преобразованный к "нечитаемому" виду при помощи ключа), достаточно перехватить пару открытый текст/зашифрованный текст, то есть блок из несколько байтов и соответствующих им зашифрованных. Например, если передается картинка в формате JPG, то начало сообщения представляет собой стандартный заголовок JPG, формат которого всем хорошо известен.

С точки зрения статистики, надо перебрать примерно половину возможных ключей, прежде чем найдется правильный. Если длина ключа составляет 56 битов, это означает, что в среднем необходимо провести 2⁵⁵ итераций, что составит 36028797018963968.

---