Đang tải... (xem toàn văn)
Trình bày về phương pháp thám mã vi sai Kỹ thuật thám mã vi sai do Eli Biham và Adi Shamir công bố vào năm 1990. Thám mã vi sai là dạng tấn công dựa vào các cặp bản rõ có lựa chọn, và phân tích giá trị khác nhau giữa 2 bản rõ ảnh hưởng tới giá trị khác nhau giữa 2 bản mã tương ứng.
Trnh by v phương php thm mã vi sai Giảng viên: Học viên : Trnh by v phương php thm mã vi sai !"!"#$"%" "%""&'"!" ()* Giới thiệu v thm mã vi sai - Cơ sở của thm mã vi sai !"#$% &'! ()*+&", / $&!)0()!1 &"23*456$1 7&389) : ); <*454=>)?): ); <*4=@)) : 6AB=CB)D ()E F=)3G3" H)$"IJKLMN=O)B=CP!Q) R23 &"S B=C)7$&JKLM&"KLM N TJI, O): I = S I S*⊕ I Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Cc phép ton tuyến tính có thể bỏ qua: "<P TA S- >H)#& 3G3KLM:()33B+?0() Dựa vo sự phân bố không đồng đu của cc cặp vi sai vo – ra của cc hộp S (S 1 , S 2 , …, S 8 ): Không phải tất cả các cặp có XOR vào - I, đều cho kết quả XOR ra - O giống nhau. Số kết quả xuất hiện các XOR ra - O khác nhau có được từ một giá trị XOR vào - I là khác nhau. Theo dõi các cặp vi sai (I O) +',"&%"-',!. thấy được sự nổi bật vai trò của khóa thu hẹp không gian tìm khóa. Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Độ an ton của DES chủ yếu dựa vo cc hộp S (S-Boxes): Các hộp S là hoàn toàn phi tuyến, tuy nhiên vẫn tồn tại những “lỗ hổng” hay “điểm yếu”: có sự phân bố xác suất vi sai không đều. Hộp S-7 là hộp S an toàn nhất: với bất kỳ giá trị khác nhau đầu vào (6-bit) nào khác 0, I , sẽ không nhiều hơn 8 trong số 32 cặp đầu vào với I cho cùng kết quả giá trị khác nhau đầu ra (tỷ lệ 1/4). Xác suất cao nhất của toàn bộ cặp bản rõ có cùng giá trị khác nhau đầu vào cho trước sau khi chạy qua n vòng của DES mang lại cùng một giá trị khác nhau đầu ra : (1/4) n Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES (Quy trnh thm mã vi sai DES) Tin tính ton, lập cc bảng tham chiếu:U1 &"H3BA$3bảng thống kê giá trị khác nhau đầu vào &giá trị khác nhau đầu ra =@)) Giới hạn không gian tm khóa:P!Q)F23*456$1 7&V"ET$38 *WX0BAI)*=?XBI)*:6 Xc định khóa duy nhất: Với đầy đủ cặp bản rõ, chúng ta có thể xác định một phần hay toàn bộ các bít khóa. Đối với các bit khóa khó xác định được thực hiện vét cạn trong không gian đã giới hạn. Từ khóa vòng (subkey) cuối cùng Thực hiện suy diễn các khóa vòng khác. Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Có thể bỏ qua khóa k trong giai đoạn tính đầu vo cho hộp S -Y Z -# ⊕ -: [ -Y Z[ -# ⊕ -: I = S 1I S*⊕ 1I IZJ -# ⊕ -: N J[⊕ -# ⊕ -: NZJS 1E S*⊕ 1E N (S⊕ 1k S⊕ 1k N I = S 1E S*⊕ 1E S 1E ,S* 1E (6 bit) S 1I ,S* 1I (6 bit) Khóa S 1k (6 bit) Hộp S-1 (Vào 6 bit, ra 4 bit) Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Hình 2: Hàm-F của DES /012!"'.3405 Có 6 bit vào có 2 6 = 64 giá trị đầu vào có thể Có 4 bit ra có 2 4 = 16 giá trị bit ra có thể Lập bảng tham chiếu 64 x 16 thống kê số lượng các bộ Vi sai tương ứng với cặp XOR vào/ra Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Bảng 1: Phân bổ cặp vi sai Vào – Ra (cặp XOR) của hộp S1 Trích “Thám mã vi sai DES” – Alan Silvester, Năm 2004 67"5trình diễn giá trị XOR vào (giá trị khác nhau đầu vào) 67"45Trình diễn giá trị XOR ra (giá trị khác nhau đầu ra) 0-8 ). 925 Số lượng “bộ” có thể với các XOR vào và XOR ra tương ứng Bình quân, mỗi “bộ” sẽ được trả kết quả từ 4 cặp vào/ra. Không phải tất cả các “bộ” đều tồn tại và trong số các “bộ” tồn tại lại phân bố không đều. Tấn công thm mã vi sai đối với DES 1 vòng Tin tính ton (đối với từng hộp S – 6 bit) 4P623&" -# Z/\ X [ -# Z/] X :6 *9$& -: Z-' X ^ S 1I = S 1E S⊕ 1k = 08 x 1A⊕ x = 12x S * 1I = S * 1E S⊕ 1k = 04 x 1A⊕ x = 1E x S 1O = S 1 (S 1I ) = S 1 (12 x ) = A x S * 1O = S 1 (S * 1I ) = S 1 (1E x ) = 7 x Sử dụng hộp S1, ta có: Bởi vậy, .= S’ 1O = O ⊕ : O ;< + =>?)!@ Bỏ qua khóa k, tính A ;S’ 1E = S’ 1I = ( :⊕ );<+=>?B.@ )!12%"C0=>?B.D>?)!@;=<+D< + @ /0!"'512ED12F /092GH!HIJ512KD12LD12M N.OP5 ; A ⊕ [...]... là 0Cx Trích Thám mã vi sai DES” – Alan Silvester, Năm 2004 Bảng 6: Các khóa có thể đối với cặp vi sai 10x Ax, đầu vào (S1E, S*1E) = (3Bx, 2Bx) Lý thuyết về tấn công thám mã vi sai đối với DES n vòng Sử dụng đủ số lượng lớn cặp bản rõ để tồn tại xác suất vi sai đến vòng thứ n-1 Sử dụng giá trị vi sai vòng thứ n-1 như giá trị vi sai đầu vào vòng thứ n, kết hợp với giá trị vi sai đầu ra vòng n... phương pháp vét cạn 47 Yêu cầu đối với thám mã vi sai DES 16 vòng: Đòi hỏi có 2 cặp bản rõ, tương đương khoảng 280 tỷ tỷ lần mã hóa cần thực hiện Các hệ mã hóa có thể bị tấn công thám mã vi sai: LOKI, FEAL, và FEAL-N/NX Cải tiến thành công của DES chống lại Thám mã vi sai: AES TỔNG KẾT Cải tiến thành công của DES chống lại Thám mã vi sai: AES Hình 3: Bản đồ phân bổ Hình 4: Bản đồ phân... Thám mã vi sai DES” – Alan Silvester, Năm 2004 Tấn công thám mã vi sai đối với DES 1 vòng Từ Bảng 1, xét: S’1E = S’1I = 0Cx S’1I S’1O 0Cx 0Ax lập Bảng 2, Ta có các cặp đầu vào: (S1I, S*1I) ∈ {(22x, 2Ex), (30x, 3Cx), 34x, 38x)} Chọn cặp (S1E, S*1E) = (38x, 34x) lập Bảng 4 xác định các “khóa có thể” Giới hạn vùng khóa Bảng 2: Các đầu ra có thể với Vi sai đầu vào là 0Cx Trích Thám mã vi sai. .. được từ bản mã) để suy dẫn ra khóa vòng thứ n Kết hợp tìm kiếm vét cạn để suy dẫn các bit khóa còn lại khó suy đoán Từ khóa vòng n suy dẫn các khóa vòng n-1, n-2, , 1 theo các phép biến đổi tuyến tính Chương trình Chương trình thám mã vi sai đối với DES TỔNG KẾT Ưu điểm của tấn công Thám mã vi sai DES: thu hẹp không gian tìm khóa thời gian tìm khóa nhỏ hơn tìm khóa theo phương pháp... cặp vi sai 0Cx 0Ax, đầu vào (S1E, S*1E) = (38x, 34x) Tấn công thám mã vi sai đối với DES 1 vòng Từ Bảng 1, xét: S’1E = S’1I = 10x S’1I S’1O 10x Ax lập Bảng 5, Ta có các cặp đầu vào: (S1I, S*1I) ∈ {(01x, 11x), (21x, 31x), (2F, 3F)} Chọn cặp (S1E, S*1E) = (3Bx, 2Bx) lập Bảng 6 xác định các “khóa có thể” Xác định khóa duy nhất Bảng 5: Các đầu ra có thể với Vi sai đầu vào là 0Cx Trích Thám. .. thám mã vi sai đối với DES 1 vòng Từ Bảng 1, xét: S’1E = S’1I = 0Cx S’1I S’1O 0Cx 0Dx lập Bảng 2, Ta có các cặp đầu vào: (S1I, S*1I) ∈ {(01x, 0Dx), (12x, 1Ex), 36x, 3Ax)} Chọn cặp (S1E, S*1E) = (08x, 04x) lập Bảng 3 xác định các “khóa có thể” Bảng 2: Các đầu ra có thể với Bảng 3: Các khóa có thể đối với cặp vi sai 0Cx 0Dx, Vi sai đầu vào là 0Cx đầu vào (S1E, S*1E) = (08x, 04x) Trích Thám. .. S của AES TÀI LIỆU THAM KHẢO Differential Cryptanalysis Data Encryption Standard – Alan Silvester, Năm 2004 Differential Cryptanalysis of DES-like Cryptosystems – E Biham và A Shamir (Tạp chí Mật mã, Tập 4, số 1, Năm 1990) LOGO Cảm ơn Thầy và các bạn đã theo dõi! Click to edit company slogan . kê số lượng các bộ Vi sai tương ứng với cặp XOR vào/ra Cơ sở của thm mã vi sai đối với DES Bảng 1: Phân bổ cặp vi sai Vào – Ra (cặp XOR) của hộp S1 Trích Thám mã vi sai DES” – Alan Silvester,. Vi sai đầu vào là 0Cx Trích Thám mã vi sai DES” – Alan Silvester, Năm 2004 Bảng 3: Các khóa có thể đối với cặp vi sai 0Cx 0Dx, đầu vào (S 1E , S* 1E ) = (08x, 04x) Tấn công thm mã vi sai. Trnh by v phương php thm mã vi sai Giảng vi n: Học vi n : Trnh by v phương php thm mã vi sai