Bezpieczeństwo trybu licznika AES względem trybu CBC

Evgeni Vaknin 09/05/2017. 1 answers, 401 views
aes cbc ctr nonce

Aby AES-CBC było bezpieczne dla CPA, używane IV musi być losowo wybrane dla każdego pakietu. Jeśli IV jest przewidywalny, to szyfrowanie nie jest bezpieczne dla CPA. Czy to samo dotyczy trybu AES-CTR? to znaczy, dla trybu AES-CTR pierwszy licznik musi być losowy lub może być jednorazowy? Dzięki

1 Answers


Patrick K 07/31/2017.

Wymaganie dotyczące bloków wejściowych AES-CTR polega na tym, że powinny one być unique przez cały okres istnienia klucza. W większości przypadków losowy 96-bitowy nonce jest używany z 32-bitowym licznikiem rozpoczynającym się od 0. Jeśli ten sam blok wejściowy dla AES-CTR występuje dwa razy, AES-CTR nie jest już bezpieczny CPA. W tym przypadku może to być spowodowane przepełnieniem po $ 2 ^ {32} $ bloki lub z powodu kolizji losowo wybranych 96-bitowych noncesów (paradoks urodzinowy: 50% szans po $ \ sqrt {2 ^ {96}} $ wiadomości. Rozważmy następujący przypadek:

Dwa odrębne komunikaty 1-Block $ P $ i $ P '$ są wysyłane pod tym samym kluczem $ K $ (który może być wcześniej wynegocjowany) iz tym samym $ N $. Atakujący wie, że powiązane teksty szyfrów $ C $ i $ C '$ zostały obliczone poprzez Xorowanie ich strumieniem klucza (który opiera się na nonce i liczniku):

$ C = P \ oplus E_K (N, 0) $

$ C '= P' \ oplus E_K (N, 0) $

Następnie atakujący może po prostu napisać tekst szyfrów

$ C \ oplus C '= P \ oplus E_K (N, 0) \ oplus P' \ oplus E_K (N, 0) = P \ oplus P '$

i uzyskuje "odległość" pomiędzy dwoma zwykłymi tekstami. Ze względu na zwolnienia w języku angielskim, może on być w stanie określić $ P $ i $ P '$.

Ten problem jest również znany jako "podwójny pad". Kiedy ten sam strumień klucza zostanie XORed z tekstem jawnym, wpadamy w kłopoty. Dlatego ważne jest, aby dane wejściowe do szyfrowania AES były unikalne przez cały okres istnienia klucza. To nie musi być nieprzewidywalne, tylko wyjątkowe.

5 comments
Evgeni Vaknin 07/31/2017
przez stwierdzenie "2 ^ 32 wiadomości" Myślę, że masz na myśli 2 ^ 32 bloki po 16 bajtów każdy w AES? jeśli tak, to 2 2 32 bloków czas wynosi 2 ^ 32 * 128 bitów, czyli 10 Gb / s, około 1 minuty ... więc co 1 minutę musi być wykonany algorytm wymiany klucza w celu ustawienia nowego klucza i jednorazowo ?
1 Patrick K 07/31/2017
Tak, masz rację. Edytowałem odpowiedź. Jeśli masz statyczny nonce, to w tym przypadku musisz wykonać wymianę kluczy co minutę. Ale ponieważ nonce jest zwykle zmieniany przy każdej wiadomości, jesteś ograniczony do wiadomości o maksymalnej długości $ 2 ^ {32} \ cdot128 $ bitów. Maksymalna liczba wiadomości, które można wysłać pod danym kluczem, jest ograniczona przez paradoks urodzin. Jeśli 96-bitowy nonce jest wybierany losowo dla każdej wiadomości losowo, prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji bez znaku wynosi $ \ approx 0.5q ^ 2/2 ^ {96} $ dla q wiadomości. Jeśli chcesz, aby ten termin wynosił co najwyżej 1%, Twoje $ q_ {max} = 4 \ cdot10 ^ {13} $.
Evgeni Vaknin 07/31/2017
Co się stanie, jeśli nie użyję losowej wartości jednorazowej, a zamiast tego użyję losowej wartości początkowej wartości i zwiększę ją o każdy pakiet? Na przykład, powiedzmy, że każdy pakiet zawiera mniej niż 256 bloków AES (po 128 bitów), a licznik dla AES-CTR składa się z 120 bitów, które są inicjowane losowo po wymianie klucza, a następnie w pakiecie 8 bitów licznik służy do zliczania bloków 128-bitowych. I każdy nowy pakiet, (kontynuuj w następnym komentarzu)
Evgeni Vaknin 07/31/2017
Zwiększam wartość o 1 i usuwam licznik 8-bitowy. W tym przypadku paradoks urodzin nie jest istotny, ponieważ kolizja jest niemożliwa (zakładając, że wymieniam klucz przed upływem 120-bitowego licznika)
1 Patrick K 08/01/2017
Tak, jeśli w jakiś sposób upewnisz się, że nigdy nie użyjesz ponownie tej samej pary (input-block, key) do generowania klucza, to wszystko jest w porządku. (oczywiście przy założeniu, że klucz jest trzymany w tajemnicy i wybierany losowo z losowego)

HighResolutionMusic.com - Download Hi-Res Songs

1 (G)I-DLE

POP/STARS flac

(G)I-DLE. 2018. Writer: Riot Music Team;Harloe.
2 Ariana Grande

​Thank U, Next flac

Ariana Grande. 2018. Writer: Crazy Mike;Scootie;Victoria Monét;Tayla Parx;TBHits;Ariana Grande.
3 Imagine Dragons

Bad Liar flac

Imagine Dragons. 2018. Writer: Jorgen Odegard;Daniel Platzman;Ben McKee;Wayne Sermon;Aja Volkman;Dan Reynolds.
4 Backstreet Boys

Chances flac

Backstreet Boys. 2018.
5 Clean Bandit

Baby flac

Clean Bandit. 2018. Writer: Jack Patterson;Kamille;Jason Evigan;Matthew Knott;Marina;Luis Fonsi.
6 BTS

Waste It On Me flac

BTS. 2018. Writer: Steve Aoki;Jeff Halavacs;Ryan Ogren;Michael Gazzo;Nate Cyphert;Sean Foreman;RM.
7 BlackPink

Kiss And Make Up flac

BlackPink. 2018. Writer: Soke;Kny Factory;Billboard;Chelcee Grimes;Teddy Park;Marc Vincent;Dua Lipa.
8 Lady Gaga

I'll Never Love Again flac

Lady Gaga. 2018. Writer: Benjamin Rice;Lady Gaga.
9 Kelly Clarkson

Never Enough flac

Kelly Clarkson. 2018. Writer: Benj Pasek;Justin Paul.
10 Fitz And The Tantrums

HandClap flac

Fitz And The Tantrums. 2017. Writer: Fitz And The Tantrums;Eric Frederic;Sam Hollander.
11 Little Mix

Told You So flac

Little Mix. 2018. Writer: Eyelar;MNEK;Raye.
12 Halsey

Without Me flac

Halsey. 2018. Writer: Halsey;Delacey;Louis Bell;Amy Allen;Justin Timberlake;Timbaland;Scott Storch.
13 Cher Lloyd

None Of My Business flac

Cher Lloyd. 2018. Writer: ​iamBADDLUCK;Alexsej Vlasenko;Kate Morgan;Henrik Meinke;Jonas Kalisch;Jeremy Chacon.
14 Bradley Cooper

Always Remember Us This Way flac

Bradley Cooper. 2018. Writer: Lady Gaga;Dave Cobb.
15 Calum Scott

No Matter What flac

Calum Scott. 2018. Writer: Toby Gad;Calum Scott.
16 Ashley Tisdale

Voices In My Head flac

Ashley Tisdale. 2018. Writer: John Feldmann;Ashley Tisdale.
17 Imagine Dragons

Machine flac

Imagine Dragons. 2018. Writer: Wayne Sermon;Daniel Platzman;Dan Reynolds;Ben McKee;Alex Da Kid.
18 Diplo

Close To Me flac

Diplo. 2018. Writer: Ellie Goulding;Savan Kotecha;Peter Svensson;Ilya;Swae Lee;Diplo.
19 Billie Eilish

When The Party's Over flac

Billie Eilish. 2018. Writer: Billie Eilish;FINNEAS.
20 Little Mix

Woman Like Me flac

Little Mix. 2018. Writer: Nicki Minaj;Steve Mac;Ed Sheeran;Jess Glynne.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags