Wikipedie

Proudová šifra: Porovnání verzí

Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
m Šipka jako ASCII art (Detekce nástrojem WP:WCW)
Bezpečnost
Řádek 2:
'''Proudová šifra''' je v [[Kryptografie|kryptografii]] typ [[symetrická kryptografie|symetrické šifry]], kde je vstupní datový tok je kombinován (typicky pomocí funkce [[Exkluzivní disjunkce|XOR]]) s [[Pseudonáhodná čísla|pseudonáhodným]] proudem bitů odvozeným z [[Šifrovací klíč|šifrovacího klíče]] ({{Vjazyce2|en|''keystream''}}).<ref>Sloučení proudu bitů se zprávou lze přirovnat k [[Modulace|modulaci]], kde keystream je nosný signál a zpráva je modulační signál. Zašifrovaný výstup je pak obdobou modulovaného signálu.</ref> Výsledkem je zašifrovaný datový tok (''proud''), který je kódován neustále se měnící transformací (na rozdíl od [[Bloková šifra|blokové šifry]], kde je transformace konstantní). Proudové šifry jsou typicky rychlejší, než blokové šifry a pro implementaci potřebují jednodušší [[hardware]]. Naopak jsou na rozdíl od blokových šifer náchylnější ke [[Kryptoanalýza|kryptoanalytickým]] útokům, pokud jsou nevhodně implementovány (počáteční stav nesmí být použit dvakrát).
 
== Inspirace jednorázové tabulkové šifry ==
Na proudovou šifru může být nahlíženo jako akce k vytvoření neprolomitelné šifry: [[jednorázová tabulková šifra]], někdy známa jako [[Vernamova šifra]]. A jednorázová tabulková šifra používá [[šifrovací klíč]] zcela [[Náhoda|náhodných]] čísel. Šifrovací klíč je kombinován pomocí jednoduchého textu převedeného do šifrovaného textu. Tento systém vytvořil k vyšší bezpečnosti [[Claude E. Shannon|Claude Shannon]] v roce 1949. Avšak, šifrovací klíč musel být (alespoň) o stejné délky jako jednoduchý text a generován úplně náhodně. To činí systém velmi těžkopádný, aby byl realizován v praxi, a výsledek je jednorázová tabulková šifra. Nebylo to široce použivanépoužívané, kromě kritických aplikací.
 
Proudová šifra využívá mnohem menší a pohodlnější klíč — 128 bitových pro příklad. Princip tohoto klíče je generování [[Pseudonáhodná čísla|pseudonáhodných]] šifrovacích klíčů, které můžou být kombinovány s jednoduchým textem čísel ve stejném tvaru do jednorázové tabulkové šifry. Avšak, toto přinášipřináší náklady, protože šifrovací klíč je nyní pseudonáhodný, ale není opravdu náhodný, důkaz  o bezpečnosti v souvislosti s jednorázovou tabulkovou šifrou, už platí. U proudové šifry si již nemůžeme být zcela jistí
 
== Typy proudových šifer ==
A proudová šifra generuje po sobě jdoucí prvky šifrovacího klíče založených na vnitřním stavu. Tento stav je aktualizován v podstatě dvěmi způsoby: pokud se stav mění nezávisle na jednoduchém textu nebo zašifrované zprávě , šifra je hodnocena jako „synchronní“ proudová šifra. Naproti, ''samo-synchronním'' proudovým šifrám,které svůj stav aktualizují na základě předešlého šifrovaného textu čísel
 
=== Synchronní proudové šifry ===
V ''synchoronní'synchronní proudové šifře''' proud pseudonáhodných čísel je generován nezávisle na jednoduchém textu a zašifrované zprávě a potom kombinováním jednoduchého textu
(k zakódování ) nebo šifrovaný text (k dekódování). Nejběžněji formou, binarníchbinárních čísel ([[bity]]), a šifrovací klíč je kombinován prostým textem používající [[exclusivelogické funkce|exklusivní or]] operaci (XOR). Tomu je říká'''binární dopňkovádoplňková proudová šifra'''.
 
V synchronní proudové šifřemšifře odesilatel a příjemce musí být přesní v krocích rozkódování, aby to bylo úspěšné. Pokud číslo jsou přidána nebo odebrána ze zprávy v průběhu přenosu, synchronizování je ztraceno. K obnově synchronizace, různých offsetů se můžeme zkusit systematicky získat správné dešifrování. Další možností je označit si šifrovaný text značkami v pravidelných intervalech při výstupu.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
Pokud je číslo porušeno přenosem, spíše než přidány nebo ztraceny, pouze jednu číslici v holém textu je ovlivněn a chybasechyba se nešíří do dalších částí zprávy. Tato vlastnost je užitečná, když je vysoká míra přenosových chyb, způsobuje to menší pravděpodobnost pravděpodobné, že  by byla chyba zjištěna bez dalších mechanismů. Navíc kvůli této vlastostivlastnosti jsou synchronísynchronní proudové šífryšifry velmi náchylné k útokům — pokud útočník může vyměnit jedno číslo v šifrovaném textu ,  mohl by být schopen provést předvídatelné změny na odpovídajícím bit prostého textu; např. přehodit bit v šífrovanémšifrovaném textu způsobující překlápění v prosté textu.
 
===Samosynchronní Samosynchroní prodovéproudové šifry ===
Jiný přístup používá několik předchozích''N''čísel šifrovaného textu k  vypočítání šifrovacího klíče. Podobná schémata jsou známé jako ''samosynchronísamosynchronní proudonéproudové šifry''','''asynchronáasynchronní proudové šifry''' nebo '''šifrovaný text automatickým klíčem (CTAK)'''. Tato myšlenka samosynchroníchsamosynchronních šifer byla patentována v roce 1946, a má výhodu, že příjemce bude automaticky synchronizován s generátorem šifrovacích klíčů po obdržení ''N'' čísel zašifrovaného textu,ovlivňuje to jednoduší obnovu pokud jsou čísla ztracena nebo přidány do zprávy proudu. U jednočíselnných chyb je jejich vliv omezen pouze do výše ''N'' čísel prostého textu.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
Příkladem samosynchronnísebesynchronní proudové šifry je bloková šifra v [[šifra se zpětnou vazbou]], (CFB) [[bloková šifra režimy provozu|režim]].
 
== Lineární posuvné registry se zpětnou vazba proudových šifer ==
Lineární zpětná vazba posuvných registrů-({{Vjazyce2|en|''linear feedback shift registers (LFSR)''}})-
Binární proudové šifry jsou často stavěny pomocí [[lineární zpětná vazbě posuvných registrů ]] (LFSR), protože mohou být jednoduše implementovány do[[hardware| hardwaru]] a lze je snadno matematicky analyzovat . Použití LFSR samo o sobě, je však nepostačují k zajištění dobrého zabezpečení. Různé systémy byly navrženy pro zvýšení bezpečnosti LFSR.
 
=== Nelineární kombinační metody ===
Protože LFSR jsou ze své podstaty lineární, jedna technika pro odstranění linearity, je naplnit výstupy několika paralelními LFSR →---> do nelineární [[logické funkce]]''formou kombinačního generátoru''. Různé vlastnosti takové''kombinační funkce''jsou rozhodující k zajištění bezpečnosti výsledného systému, například aby se zabránilo [[srovnávacím útokům]].
 
=== Generátory ovládané hodinovým vstupem ===
(pozn. V této části nepřesný překlad, nutno opravit)
Normálně LFSRy fungují pravidelně. První přístup zavádí nelinearitu LFSR, nepravidelnost taktování, kontrolující druhý výstup LFSR. Mezi takové generátory patří [[Vjazyce2|en|stop-and-go generator|stop-and-go generátor]], [[Vjazyce2|en|alternating step generator|střídavý krokový generátor]] a [[Vjazyce2|en|shrinking generator|komprimační generátor]].
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
[[Vjazyce2|en|alternating step generator|střídavý krokový generátor]] skládající se z tří lineárních posuvných registrů se zpětnou vazbou, které budeme nazývat LFSR0, LFSR1 a LFSR2 pro přehlednost. Výstup jednoho z registrů rozhoduje, který ze zbylých dvou bude používán; například pokud LFSR2 výstup je 0, LFSR0 je synchronní, a pokud výstup je 1, LFSR1 pracuje místo něho(LFSR2). Výstup je exclusivníexklusivní OR poslední bity jsou tvořeny LFSR0 a LFSR1. Počáteční stav tří LFSR je klíčem.
 
Stop-and-go generátor (Beth a Piper, 1984) tvoří dva LFSR. Jeden LFSR je synchronní pokud výstup druhého je „1“, jinak to opakuje svůj předchozí výstup. Tento výstup je pak (v některých verzích) v kombinaci s výstupem třetího LFSR dosahuje pravidelné úrovně.
 
Komprimační generátor má jiný postup. Dvě LFSR používají synchronizaci. Pokud je výstup prvního "1", výstup druhého LFSR se stává výstupem generátoru. Pokud je výstup prvního LFSR "0", avšak, výstup druhého je vyřazen a výstupem generátoru není žádný bit. Tento mechanismus trpí načasováním od druhého generátoru, jelikož rychlost výstupu je variabilní a to způsobem, který závisí na generátoru druhého stavu. Toto může být zmírněno tím, ukládání do vyrovnávací paměti na výstup.
 
==Bezpečnost==
Pro bezpečnost proudové šifry, její šifrovací klíč musí mít velikost [[Vjazyce2|en|periodic function|periody]] a musí být nemožné ''obnovit šifrovací klíč'' nebo vnitřní stav z šifrovacího klíče. Kryptografici také požadují, aby šifrovací klíč byl nepředpojatý a rozdílný, tak aby útočníci rozlišili proud od náhodné šumu a snadno zjistitelný vztah mezi šifrovacími klíči, které odpovídají ''souvisejícím klíčům'' nebo souvisí s [[Vjazyce2|en|cryptographic nonce|kryptografickými příležitostmi]]. To by mohlo platit pro všechny klíče, které nejsou slabými klíči a platí v případě jestliže útočník může znát nebo vybrat nějaký ''jednoduchý text'' či ''šifrovaný text''.
 
Stejně jako u ostatních útoků v kryptografii, může být  proudová šifra napadena ''osvědčeně'', což znamená, že nejsou nutné běžné způsoby, jak rozluštit šifru, ale naznačují, že šifry mohou mít jiné nedostatky.
 
Lze bezpečně ''použít''pomocí zabezpečené synchronní proudové šifry vyžaduje, aby člověk nikdy používat stejné šifrovací klíč dvakrát, co obecně znamená různé příležitosti nebo klíč, musí být podporována každým vyvoláním šifry. Aplikační návrháři si musí, také uvědomit, že většina proudových šifer neposkytuje''věrohodnost'',''jen''soukromé: zašifrované zprávy mohou být změněny v průběhu přenosu.
 
Krátké období proudových šifer bylo praktickým zklamáním. Například, 64-bitové blokové šifry, jako je [[Data Encryption Standard| DES]] lze použít ke generování šifrovacího klíče v [reakce výstup []] (OFB) režimu. Nicméně, když nepoužíváte plnou zpětnou vazbu, výsledný proud má podobu asi 2<sup>32</sub> bloků v průměru, pro mnoho aplikací, je toto období je příliš krátké. Například, pokud  je  šifrování vykonáváno ve výši 8 [[MB]]ů za sekundu, proudové období 2<sup>32</sup> se budou bloky opakovat asi po dobu půl hodiny.
 
Některé aplikace využívající proudovou šifru [[RC4]] jsou napadnutelné kvůli nedostatkům v klíčových nastaveních RC4 je rutinní, nové aplikace by měly být schopné buď se vyhnout RC4 nebo se ujistěte,že všechny klíče jsou jedinečné a ideálně [[souvisejícími klíčovými | nesouvisejících]] (např. generované [[kryptografické hashovací funkce]]) a že 
první bajty šifrovacího klíče jsou zahozeny.
 
== Reference ==
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/wiki/Proudová_šifra“