فهرست مطالب مفاهيم اوليه رمزگذاری پیام و کدهای تشخیص خطا کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
مفهوم احراز اصالت پيام اطمينان از: صحت پيام؛ يعني پيام دريافتي دستکاري نشده است: بدون تغيير، بدون درج، بدون حذف Data Integrity بدون تكرار و تغيير توالي اين كه پيام از جانب فرستنده ادعا شده ارسال شده است Data Origin Authentication
در بسياري از کاربرد ها مانند: اهميت اصالت پيام در بسياري از کاربرد ها مانند: تراکنشهاي مالي ثبت احوال و اسناد بانكهاي اطلاعاتي ممكن است ارائه سرويس محرمانگي اهميت زيادي نداشته باشد ولي اينکه محتواي اطلاعات قابل اعتماد باشند از اهميت بسيار بالاتري برخوردار است.
راهکارهای احراز اصالت پیام
فهرست مطالب مفاهيم اوليه رمزگذاری پیام و کدهای تشخیص خطا کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
رمزگذاری پیام برای احراز اصالت پیام
کاربرد رمزگذاری پیام
مشکلات رمزنگاری
انواع کدهای تشخیص خطا دو مدل اضافه کردن کد تشخیص خطا (اولی مناسب تر است) تابع F کد تشخیص خطا
ناامن بودن کدهای تشخیص خطا کدهاي تشخيص خطا مانند CRC براي تشخيص خطاي حاصل از نويز در کاربردهاي مخابراتي طراحي شده اند. نويز: تغييرات غير هوشمندانه و غير عمدي دشمن: تغييرات هوشمندانه و عمدي حملات موفقي به الگوريتمهايي که از کدهاي تشخيص خطا استفاده ميکردند، صورت پذيرفته است. مثال: پروتکل 802.11
ناامن بودن کدهای تشخیص خطا کد تشخیص خطا نمی تواند در حالت کلی از دستکاری بسته ها جلوگیری کند راه حل : استفاده از کدهای احراز اصالت پیام
فهرست مطالب مفاهيم اوليه رويكردهاي ممكن کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
کد هاي احراز اصالت پيام توليد يک برچسب با طول ثابت: وابسته به پيام لزوماً برگشت پذير نيست نيازمند يک کليد مخفي مشترک بين طرفين آنرا به اختصار MAC مينامند. نام ديگر: “Cryptographic Checksum” اين برچسب را به پيام اضافه ميکنند. گيرنده خود برچسب پيام را محاسبه نموده و با برچسب ارسالي مقايسه ميکند. از اصالت پيام (يا اصالت فرستنده آن) اطمينان حاصل ميشود.
کد هاي احراز اصالت پيام سرويس صحت: پيام Nonce MAC برچسب K mac
کد هاي احراز اصالت پيام سرويس محرمانگي و صحت: ويژگيها: رمزنگاري Nonce K enc MAC mac برچسب متن رمز شده ويژگيها: هزينه کل » ( هزينه رمز نگاري) + (هزينه تهيه MAC) نياز به دو کليد
کداحراز اصالت پيام DAA DAA (Data Authentication Algorithm) استاندارد NIST و ANSI X9.17 بر اساس رمز قالبي DES و مد کاري CBC همانند رمز نگاري CBC، پيام را پردازش کرده و تنها آخرين قالب را به عنوان برچسب استفاده ميکنيم.
DAA DES P1 K + P2 P3 PN MAC … متن واضح (تقسيم شده به قالبها)
فهرست مطالب مفاهيم اوليه رويكردهاي ممكن کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
طول خروجي ثابت (نگاشت از فضاي بزرگتر به فضاي كوچكتر) به گونه اي كه: توابع درهم ساز تابع يك‌طرفه، طول ورودي متغير طول خروجي ثابت (نگاشت از فضاي بزرگتر به فضاي كوچكتر) به گونه اي كه: یافتن پیامهای متفاوتی که به یک رشته یکسان نگاشته شوند دشوار باشد. به این رشته عصاره یا چکیده پیام(Digest) میگوییم. در حالت کلي، کليدي در کار نيست!
امنيت توابع درهم ساز
توابع درهم ساز و رمز نگاري متقارن سرويس صحت:
توابع درهم ساز و رمز نگاري متقارن سرويس محرمانگي و صحت:
توابع درهم ساز و رمز نگاري نا متقارن سرويس امضاء:
روشهاي ديگر احراز اصالت پيام طرفين راز s را مخفيانه به اشتراک گذاشته اند. بدون استفاده از رمز کاربرد عملي زياد
مقايسه رمزنگاري و توابع درهمساز رمزهاي قالبي: پياده سازي نرم افزاري توابع درهم ساز متداول سريعتر از رمزهاي قالبي قابل اجرا است. داراي هزينه سخت افزاري بيشتر كارايي كمتر براي داده هاي حجيم داراي محدوديت‌هاي صادارتي (Export Control)
ساختار دروني تابع درهم ساز پيام پيام به قطعات Yi تقسيم شده است. IV يک رشته ثابت ميباشد. CV0=IV CVi= f(CVi-1,Yi-1) Hash = CVL
فهرست مطالب مفاهيم اوليه رويكردهاي ممكن کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
طراحي 1992 توسط Rivest، يکي از سه طراح RSA توابع درهم ساز مهم: MD5 MD5: Message Digest 5 طراحي 1992 توسط Rivest، يکي از سه طراح RSA استفاده گسترده در گذشته، اما از کاربرد آن کاسته شده است. ويژگيها: پيام به قطعات 512 بيتي تقسيم مي شود خروجي 128 بيتي
حملات کارگر به اين الگوريتم يافت شده اند: امنيت MD5 حملات کارگر به اين الگوريتم يافت شده اند: Berson سال 1992: حمله تفاضلي به يک دور الگوريتم Boer وBosselaers سال 93: يافتن تصادم هاي مجازي Dobbertin سال 96: تصادم در تابع فشرده ساز
توابع درهم ساز مهم: SHA-1 SHA-1: Secure Hash Algorithm – 1 استاندارد NIST، 1995 طول ورودي < 264 بيت طول خروجي 160 بيت استفاده شده در استاندارد امضاي ديجيتال DSS امنيت: در برابر حملات شناخته شده مقاومت بالايي دارد
گونه هاي SHA-1
فهرست مطالب مفاهيم اوليه رويكردهاي ممكن کد هاي احراز اصالت پيام اصول توابع درهم ساز توابع درهم ساز مهم HMAC
HMAC HMAC يک الگوريتم احراز اصالت پيام است برای توليد چکيده پیغام، از توابع درهم استفاده شده است در مقابل استفاده از رمزهای قطعه ای بدليل مزايای عملی توابع درهم ساز
HMAC M (پيام) :H تابع درهم ساز به کار گرفته شده :M پيام ورودي K: کليد مخفي K+ : کليد مخفي که يک دنباله صفر به آن اضافه شده است ipad : تکرار رشته 00110110 opad : تکرار رشته 01011010 HMACK = H[(K+ opad) || H[(K+ ipad) || M ]]
آزمون جامع Exhaustive Search برچسب Tag بسته Packet تابع فشرده ساز Compression تابع يك‌طرفه One way Function تراکنش Transaction تصادم Collision تصادم هاي مجازي Pseudo Collision تغيير Modification صحت (تماميت) Integrity تابع درهم ساز Hash Function حذف Delete حمله تفاضلي Differential Attack حمله روز تولد Birthday Attack خطي Linear درج Insert دنباله بررسي قالب Frame Check Sequence دور Round رمز قالبي Block Cipher رمز گشايي Decryption رمزنگاري مرسوم Conventional Encryption عاري از تصادم Collision Free انکارناپذيري Non-repudiation غير مجاز Unauthorized متن واضح Plain text محرمانگي Confidentiality نحوه بكارگيري Operation Mode معتبر Valid ناممکن Infeasible کدهاي احراز اصالت پيام MAC کدهاي تشخيص خطا Error Detection Code