Transcript Introduktion til Kryptering

INTRODUKTION TIL KRYPTERING
Secret Key kryptering – teknikker og problemer
SECRET KEY KRYPTERING
• Forudsætninger
• Begge parter har en hemmelig nøgle
• Begge parter har den samme nøgle
• Nøglen kan benyttes på til kryptering og dekryptering
SECRET KEY KRYPTERING
• Problemstillinger
• Fortrolighed (confidentiality)
• Verifikation (authentication)
• Integritet (integrity)
• Ikke-benægtelse (non-repudiation)
SECRET KEY KRYPTERING - FORTROLIGHED
• Vi vil gerne sikre os, at kun personer med den
hemmelige nøgle kan afkode beskeden
• Dette gøres ved at anvende en ”stærk” krypteringsmetode, f.eks. DES/AES
• Disse krypteringer kan ikke angribes med kryptoanalyse, kun ved at prøve alle mulige nøgler af
SECRET KEY KRYPTERING - VERIFIKATION
• Vi vil gerne sikre os, at det er den rette modtager, der
sidder i den anden ende af kommunikationen
• Hvad karakteriserer den rette modtager?
• Den rette modtager har også den hemmelige nøgle
• Hvordan kan vi verificere dette, uden at sende selve
nøglen frem og tilbage…?
SECRET KEY KRYPTERING - VERIFIKATION
• Verifikation kan udføres ved at give modtageren en
”udfordring”
• Afsenderen beder modtageren om at kryptere en given
klartekst, f.eks. et tal
• Modtageren foretager krypteringen, og sender resultatet
tilbage til afsenderen
• Hvis resultatet er det samme som modtageren selv ville
kryptere klarteksten til, er modtageren verificeret
SECRET KEY KRYPTERING - VERIFIKATION
• Problemer med verifikation
• Vi kan ikke vide, om modtageren vitterligt er ”den rette”, kun
at modtageren har nøglen (som måske er stjålet)
• Hvis en part gerne vil simulere at han har nøglen, kan det (i
teorien) gøres ved at observere og kopiere de udfordringer
og svar, som sendes frem og tilbage
• ”Man in the middle” angreb
SECRET KEY KRYPTERING - VERIFIKATION
35424
35424
A3ER
A3ER
35424
A3AR
23112
BB19
…
…
…
…
SECRET KEY KRYPTERING - VERIFIKATION
• Problemer med verifikation
• Hvordan kan man undgå man-in-the-middle angreb?
• Vælg udfordringen fra en meget stor mængde af mulige
udfordringer, f.eks. alle tal mellem 0 og 10 9
• Bør i praksis aldrig sende den samme udfordring to gange
• Modtager kan verificere afsender på samme måde
SECRET KEY KRYPTERING - INTEGRITET
• Vi vil gerne sikre os, at den besked modtageren
modtager, rent faktisk er den samme som
afsenderen afsendte
• Kan en krypteret besked ændres…?
• Ja, men ikke nødvendigvis til noget meningsfuldt
• Vi kan medsende en ”integritetkode” sammen med
beskeden
SECRET KEY KRYPTERING - INTEGRITET
• En integritetskode er et kort stykke data, der opfylder
disse betingelser
• Udregnes på basis af beskeden og nøglen
• Den mindste ændring af beskeden (én bit) skal resultere i en
ny integritetskode
• De udregnede integritetskoder skal fordele sig jævnt over de
mulige integritetskoder
SECRET KEY KRYPTERING - INTEGRITET
SECRET KEY KRYPTERING – IKKE-BENÆGTELSE
• Vi vil gerne sikre os, at modtageren ikke kan
benægte at have modtaget beskeden (selv om han
vitterligt har modtaget den)
• Hvorfor dog det…?
• Kan være relevant i forhold til jura, f.eks. en besked
omkring handel med aktier eller lignende
SECRET KEY KRYPTERING – IKKE-BENÆGTELSE
• Mulig strategi:
• Modtageren sender en kvittering på hver modtaget besked
• Kvitteringen selv er krypteret med den hemmelige nøgle
• Dermed må det jo være den rette modtager, som har
kvitteret, eller….?
SECRET KEY KRYPTERING – IKKE-BENÆGTELSE
• …eller også kan afsenderen selv have fabrikeret
kvitteringen, da afsenderen jo også kender den
hemmelige nøgle 
• Det viser sig, at det ikke er muligt at realisere beviselig
ikke-benægtelse med hemmelige nøgler
SECRET KEY KRYPTERING – IKKE-BENÆGTELSE
• …eller også kan afsenderen selv have fabrikeret
kvitteringen, da afsenderen jo også kender den
hemmelige nøgle 
• Det viser sig, at det ikke er muligt at realisere beviselig
ikke-benægtelse med hemmelige nøgler
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
• Indtil videre har vi kun set på kommunikation mellem to
parter
• Secret key kryptering har visse problemer, men kan
fungere rimeligt
• Hvad hvis vi har tre parter, der gerne vil kommunikere
”alle til alle”
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
• Kan vi tillade, at alle tre parter har samme nøgle…?
• Hvad hvis det er 1000 parter (f.eks. i et firma)…?
• Vi kan generelt ikke tillade, at en nøgle deles af mere
end et enkelt afsender-modtager par
• Bo + Lis -> nøgle A
• Bo + John -> nøgle B
• Lis + John -> nøgle C
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
• Generelt; N parter giver brug for N*(N-1)/2
• 1.000 parter -> ca. 500.000 nøgler
• Meget stort antal nøgler, og hvor skal vi få alle de
nøgler fra?
• Kan vi på nogen måde reducere antallet af nøgler?
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
• Vi kan benytte en Troværdig Tredjepart (TTP)
• Afsender sender ikke beskeder direkte til modtageren,
men i stedet via TTP
• Fordel: Alle parter skal kun have én nøgle, nemlig til
kommunikation med TTP
• N parter; N nøgler
SECRET KEY KRYPTERING - PROBLEMER
• TTP er stadig en omstændelig løsning. Meget arbejde
med at holde styr på nøgler
• Dobbeltarbejde – hver besked skal krypteres og
dekrypteres to gange
• Hvornår er TTP troværdig nok…?
• Hvor sårbar er TTP overfor angreb…?
SECRET KEY KRYPTERING - KONKLUSION
• Secret key kryptering er i teorien glimrende, men der er
problemer i praksis
• Hvordan udveksles nøgler?
• Hvordan verificeres modtager?
• Hvordan håndteres mange-til-mange kommunikation?
• Mange af disse problemer kan løses ved at benytte
Public Key kryptering