Основы криптографии
Криптография относится к процессу сокрытия информации путем преобразования читаемого текста в нечитаемый текст с использованием какого-либо ключа или алгоритма шифрования.
Информация, защищенная с помощью криптографии, включает электронные письма, файлы и другие конфиденциальные данные.
Цель криптографии - гарантировать, что зашифрованная информация сохраняет свою конфиденциальность, целостность, аутентификацию и невозможность отказа от авторства.
Типы криптографии
Шифрование бывает двух типов:
- Симметричное шифрование использует один ключ для шифрования и дешифрования отправляемой / получаемой информации.
- Асимметричное шифрование использует разные ключи для шифрования и дешифрования отправляемой / получаемой информации.
Шифр
Шифр относится к алгоритму, который используется для шифрования и дешифрования.
Типы шифров:
Классические шифры
- Подстановочный шифр представляет собой шифр, в котором простой текст заменяется зашифрованным текстом.
- Транспонирующий шифр представляет собой шифр, в котором простой текст преобразован для создания зашифрованного текста.
Современный шифр
Шифры на основе ключей:
- Алгоритм симметричного ключа - это алгоритм, который использует один ключ для шифрования и дешифрования.
- Алгоритм асимметричного ключа - это алгоритм, который использует два ключа для шифрования и дешифрования.
Шифры на основе ввода:
- Блочный шифр - это шифр, который работает с блоками данных фиксированного размера с использованием симметричного ключа.
- Потоковый шифр - это шифр, который работает по одному бит за раз с использованием симметричного ключа.
Алгоритмы шифрования
ИЗ
DES - это стандарт шифрования данных, использующий симметричное шифрование. Секретный ключ, который используется для шифрования и дешифрования, имеет 64 бита, из которых 56 бит генерируются случайным образом, а оставшиеся 8 бит используются для проверки ошибок.
AES
AES - это алгоритм с симметричным ключом, который выполняет одну и ту же операцию несколько раз. Он использует блок фиксированного размера из 128 бит и ключи трех размеров: 128, 192 и 256 бит.
RC4, RC5, RC6
RC4 представляет собой алгоритм ключа переменной длины, который работает с одним битом за раз и использует случайные перестановки. Он принадлежит к группе потоковых шифров с симметричным ключом.
RC5 - это параметризованный алгоритм, который имеет переменный размер блока, переменный размер ключа и переменное количество раундов. Размер блока может быть одним из трех: 32, 64 и 128 бит. Размер ключа может составлять от 0 до 2040 бит. Количество раундов может быть от 0 до 255.
RC6 является производным от RC5 и имеет две дополнительные функции: он использует целочисленное умножение и 4-битные регистры (RC5 использует 2-битные регистры).
Twofish
Алгоритм Twofish - это блочный шифр, который использует 128-битные блоки и один ключ для шифрования и дешифрования. Размер ключа может составлять от 0 до 256 бит.
DSA
DSA - это асимметричный алгоритм, который использует как частные, так и открытые ключи. Закрытый ключ сообщает, кто подписал сообщение, а открытый ключ проверяет цифровую подпись. При обмене сообщениями между двумя объектами каждый объект создает открытый и закрытый ключи.
ЮАР
RSA использует модульную арифметику и теории элементарных чисел для выполнения вычислений с использованием двух больших простых чисел. Он считается стандартом шифрования и поэтому используется в различных приложениях. RSA использует как частные, так и открытые ключи в процессе шифрования и дешифрования.
Диффи-Хеллман
Алгоритм Диффи-Хеллмана используется для генерации общего ключа между двумя объектами по незащищенному каналу. Это позволяет двум сторонам создать ключ шифрования, а затем с его помощью шифровать свой трафик.
Дайджест сообщения
Функции дайджеста сообщения или односторонние функции используются для вычисления уникального строкового представления фиксированного размера блока информации. Их нельзя отменить, и они используются для проверки целостности файла.
MD5 - это алгоритм дайджеста сообщения, который принимает входные данные произвольной длины и создает 128-битный дайджест входных сообщений. Этот алгоритм используется в приложениях для цифровой подписи, проверке целостности файлов и хранении паролей.
SHA
Алгоритм безопасного хеширования или SHA - это алгоритм, который генерирует криптографически безопасный дайджест сообщения. Существует три поколения алгоритмов SHA: SHA-1, SHA-2 и SHA-3. SHA-1 создает 160-битные дайджесты, тогда как SHA-2 и SHA-3 создают 256, 384 и 512-битные дайджесты.
HMAC
Код аутентификации сообщения на основе хэша или HMAC - это тип кода аутентификации сообщения. Он использует комбинацию криптографического ключа и хэш-функции, например SHA-1 или MD5. Он используется для проверки подлинности и целостности.
PKI
PKI расшифровывается как «Инфраструктура открытых ключей» и относится к оборудованию, программному обеспечению, людям, политикам и процедурам, которые необходимы для управления цифровыми сертификатами. Это архитектура безопасности, которая была разработана для повышения конфиденциальности информации, которой обмениваются.
Подписанный сертификат - это сертификат, выданный центрами сертификации (ЦС). Он содержит открытый ключ и личность владельца.
Самоподписанный сертификат - это сертификат, выданный и подписанный им самим. Обычно он используется в целях тестирования, и в противном случае ему нельзя доверять.
Электронная почта и шифрование диска
Цифровая подпись
Цифровая подпись создается с использованием асимметричной криптографии. Он прикрепляется к передаваемым данным и представляет собой криптографический способ аутентификации.
SSL
SSL расшифровывается как Secure Sockets Layer и относится к протоколу на прикладном уровне, которому поручено обеспечивать безопасность передачи сообщений по сети и Интернету.
TLS
TLS означает безопасность транспортного уровня и относится к протоколу, который устанавливает безопасное соединение клиент-сервер и обеспечивает целостность и конфиденциальность информации во время передачи.
PGP
PGP расшифровывается как Pretty Good Protection и относится к протоколу, используемому для шифрования и дешифрования аутентификационных и криптографических данных. PGP используется для сжатия данных, цифровых подписей, шифрования / дешифрования электронной почты и другой конфиденциальной информации.
Шифрование диска
Шифрование диска - это шифрование всех данных, хранящихся на диске. Задача - защитить данные, хранящиеся на диске, и обеспечить их конфиденциальность.
Криптоанализ
Криптоанализ относится к процессу дешифрования шифров и зашифрованного текста. Он может выявлять уязвимости в криптосистемах и таким образом извлекать простой текст из зашифрованного.
В криптоанализе используются следующие методы:
- Линейный криптоанализ используется в блочных шифрах.
- Дифференциальный криптоанализ используется в алгоритмах с симметричным ключом.
- Интегральный криптоанализ используется в блочных шифрах.
Методология взлома кода
Методы, используемые для измерения силы алгоритма шифрования путем взлома шифрования, включают:
- Метод грубой силы пробует всевозможные комбинации символов, чтобы взломать шифрование
- Метод частотного анализа анализирует частоту, с которой встречаются определенные символы, и на основе этого взламывает шифрование.
- Техника обмана и обмана требует использования методов социальной инженерии для извлечения ключей и взлома шифрования.
- Метод одноразового блокнота относится к неразрывному шифрованию, при котором простой текст комбинируется с ключом, состоящим из неповторяющегося набора символов, генерируется случайным образом и имеет ту же длину, что и отправляемое сообщение.
Криптографические атаки
Атака только зашифрованным текстом это атака, при которой злоумышленник имеет набор зашифрованных текстов, которые необходимо проанализировать, чтобы найти ключ и зашифровать текст.
Атака по известному открытому тексту - это атака, при которой у злоумышленника есть часть открытого текста, на основе которого он получает ключ.
Атака по выбранному открытому тексту - это атака, при которой злоумышленник получает ключ, анализируя открытый текст и соответствующий зашифрованный текст, сгенерированный злоумышленником.
Атака по выбранному зашифрованному тексту - это атака, при которой злоумышленник получает простой текст для набора выбранных зашифрованных текстов и пытается получить ключ.
Атака грубой силы это атака, при которой каждая возможная комбинация клавиш проверяется на зашифрованный текст до тех пор, пока не будет найден правильный ключ. Эта атака требует много времени и вычислительной мощности.
Атаки по словарю - это атака, при которой злоумышленник создает словарь открытого текста и его зашифрованный текст, а затем использует этот словарь для взлома шифрования.
