Ảnh hưởng thác đổ
Trong mật mã, ảnh hưởng thác đổ là một thuộc tính mong đợi của các thuật toán mật mã. Thuộc tính này là hiển nhiên khi một đầu vào được thay đổi nhỏ (chẳng hạn lật 1 bit đơn) thì đầu ra sẽ thay đổi đáng kể (ví dụ: một nửa số bit của đầu ra được lật). Với các mã khối có chất lượng, thì một sự thay đổi nhỏ như vậy của khóa hoặc bản rõ sẽ gây ra một thay đổi lớn trong bản mã. Việc xây dựng một thuật toán mật mã cung cấp ảnh hưởng thác đổ lớn được xem là mục tiêu thiết kế chính. Ảnh hưởng thác đổ được tính bởi phương trình:
(1).PNG)
Ở đây, các tác giả [1] lấy hai bản rõ và hai khối dữ liệu có độ dài 128 byte được lật 1 bit (từ nhiều người) ở các vị trí khác nhau và sau đó tính ảnh hưởng thác đổ. Sau đó, thực hiện lật khóa của người dùng ở các vị trí khác nhau và tính ảnh hưởng thác đổ [2]. Các kết quả sau đạt được sau khi tính các ảnh hưởng thác đổ tương ứng.
Bảng 1. Ảnh hưởng AV với 1 bit được thay đổi trong bản rõ
Bảng 2. Ảnh hưởng AV với 1 bit được thay đổi trong khóa của người dùng
Từ kết quả trên cho thấy, ảnh hưởng thác đổ của thuật toán SDK-AES cao hơn so với thuật toán AES. Nguyên nhân, đối với thuật toán AES nếu chỉ 1 bit thay đổi thì sẽ ảnh hưởng tới khối dữ liệu của nó chứ không ảnh hưởng tới tất cả các khối. Trong khi với thuật toán SDK-AES thực hiện dịch vòng hộp thế sử dụng bản mã đầu ra, vì vậy, nếu chỉ một bit thay đổi thì nó tạo ra sự dịch vòng trong hộp thế.
Các nhóm dữ liệu mật
Xét dữ liệu mật được sử dụng trong thuật toán AES, tấn công vét cạn khóa trong trường hợp 128 bit là 2128 = 3,4 x 1038. Xét dữ liệu mật được sử dụng trong thuật toán SDK-AES, tấn công vét cạn khóa trong trường hợp 128 byte là 2128x8 = 1,8 x 10308. Hộp thế trong thuật toán SDK-AES sẽ tạo ra sự thay thế khác nhau trong vòng cuối cùng bởi vì nó dịch chuyển sau mọi byte đầu ra theo bước bất quay tắc. Để tính toán tấn công vét cạn trong trường hợp này, thực hiện tìm một số lượng lớn các vết để phá vỡ hệ thống đó.
Các thống kê ngôn ngữ
Độ dư ngôn ngữ [3] là vấn đề lớn nhất của một hệ mật bất kỳ. Thám mã sử dụng độ dư ngôn ngữ để tấn công các bản mã mật. Nếu thông báo đủ dài, thám mã sẽ tính tần số của mỗi ký tự và xem xét số lượng các tổ hợp khác nhau cho đến độ dài của khối mật. Sau đó thám mã thử đánh giá bản rõ từ kết quả thống kê này. Một hệ mật được xét là không thể phá vỡ bởi tấn công thống kê nếu bản mã của nó có phân bố đồng đều. Để thể hiện sức mạnh của thuật toán SDK-AES, Hình 2 và 3 chỉ ra các thống kê bản rõ của tệp được sử dụng. Các thống kê bản mã của thuật toán AES và SDK-AES được biểu diễn trong Hình 4 - 7. Từ các hình này, các tác giả cho rằng hệ thống mới của họ có khả năng che giấu hiệu quả các đặc trưng của bản mã, đặc biệt đối với những dữ liệu được lặp lại.
Hình 2. Các thống kê bản rõ của một tệp văn bản
Hình 3. Các thống kê bản rõ lặp lại
Hình 4. Các thống kê bản mã của thuật toán SDK-AES
Hình 5. Các thống kê bản mã của thuật toán AES
Hình 6. Các thống kê bản mã thuật toán SDK-AES của một thông báo gồm 20 KB ký tự “e”
Hình 7. Các thống kê bản mã thuật toán AES của một thông báo gồm 20 KB ký tự “e”
Bộ thống kế NIST
Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia (NIST) [4] đã phát triển một bộ kiểm tra (Test Suite). Bao gồm một gói thống kê 16 kiểm tra, được phát triển để kiểm tra tính ngẫu nhiên của các chuỗi nhị phân (độ dài tùy ý) được tạo ra bởi các bộ sinh số ngẫu nhiên hoặc giả ngẫu nhiên mật mã dựa trên phần cứng hoặc phần mềm. Các kiểm tra này tập trung vào các kiểu phi ngẫu nhiên khác nhau, có thể tồn tại trong một chuỗi bit. Một số kiểm tra có thể được phân tách thành nhiều kiểm tra con. Bảng 3 đưa ra các giá trị trung bình của các kiểm tra thống kê cho cả hai thuật toán AES và SDK-AES.
Bảng 3. Các kiểm tra thống kê của thuật toán SDK-AES và AES
Như vậy, trong [1] đã đưa ra một phiên bản cải tiến của thuật toán AES. Thuật toán SDK-AES không mâu thuẫn với độ an toàn và tính đơn giản của thuật toán AES. Các tác giả cải tiến độ an toàn của thuật toán AES bằng cách tăng kích cỡ khối dữ liệu lên 128 byte và kích cỡ khóa là 128, 192 và 256 byte. Điều này làm cho hộp thế của thuật toán SDK-AES hoạt động giống như một hệ mật khối quay mà vẫn duy trì được hoạt động giải mã đơn giản và làm cho nó phụ thuộc khóa. Bên cạnh đó, ma trận MDS được cải tiến và phụ thuộc khóa người dùng, có thuộc tính tự nghịch đảo. Trong thuật toán SDK-AES, nếu chỉ 1 bit thay đổi trong bản rõ hoặc khóa người dùng, thì gây ảnh hưởng đến hơn một nửa số bit của bản mã. Từ đó, các tác giả cho rằng đề xuất của họ có khả năng kháng lại các phương pháp vét cạn nổi tiếng.
Kết luận
Phương pháp của các tác giả trong [1] là xây dựng cả tầng thay thế động và tầng khuếch tán động cho mã khối AES. Tuy nhiên, có một nội dung cần xem xét là dạng ma trận MDS mà các tác giả đưa ra để thỏa mãn điều kiện tự nghịch đảo là:
Ma trận vuông con cấp hai với 4 số 1 ở trên là ma trận suy biến. Do đó, ma trận này không phải là ma trận MDS.
Bên cạnh đó, vì hộp thế động thứ hai thay đổi theo khóa và bản rõ đầu vào, nên cả hai bên tham gia có thể mã hóa đồng thời nhiều bản rõ nhưng thời gian tính toán có thể tốn kém nhiều hơn so với thuật toán AES. Việc giải mã không thể song song do bản rõ tiếp theo phụ thuộc vào bản rõ trước đó. Đây là một nhược điểm khác của phương pháp này.
Các mã khối động với những thành phần “động” có khả năng làm cho các nhà mã thám khó khăn hơn trong việc thám mã. Do đó, việc nghiên cứu các cách “động khóa” mã khối và đảm bảo cơ sở lý thuyết về độ an toàn của các mã khối động là một chủ đề nên được đầu tư nghiên cứu. Bài viết này đã giới thiệu một cách tiếp cận trong việc làm động mã khối. Đây có thể là một tham khảo hay cho các nhà nghiên cứu về mã khối và mã khối động.
|
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Fatma Ahmed and Dalia Elkamchouchi, “Strongest AES with S-Boxes Bank and Dynamic KeyMDS Matrix (SDK-AES)”, International Journal of Computer and Communication Engineering, Vol. 2, No. 4, July 2013, pp. 1-5. [2]. A. Kumar, “Effective implementation and avalanche effect of AES”, International Journal of Security, Privacy and Trust Management (IJSPTM), vol. 1, no. 3/4, pp. 31-35, August 2012. [3]. B. Schneier, “Applied Cryptography, Protocols, Algorithms, and SourceCode in C”, Wiley Computer Publishing, Second Edition, John Wiley &Sons, Inc. [4]. NIST, “A Statistical Test Suite for Random and PseudorandomGenerators for Cryptographic Applications”, NIST Special Publication, 2003. |
TS. Trần Thị Lượng, Học viện Kỹ thuật mật mã
08:00 | 06/01/2021
09:00 | 03/03/2023
13:00 | 22/01/2021
15:00 | 19/02/2024
SoftEther là phần mềm xây dựng mạng riêng ảo (Virtual Private Network - VPN ) cho phép hoạt động ở lớp 2 trong mô hình OSI (lớp liên kết dữ liệu). SoftEther tích hợp nhiều giao thức VPN mà có thể hoạt động ở các lớp khác nhau, trong đó có giao thức SE-VPN hoạt động ở lớp 2. Bài viết này giới thiệu về giải pháp máy chủ VPN tích hợp SoftEther, cũng như trình bày về cách xử lý, đóng gói gói tin của giao thức SE-VPN được sử dụng trong máy chủ SoftEther.
09:00 | 24/11/2023
Bằng chứng không tiết lộ tri thức (Zero-Knowledge Proofs - ZKP) là một dạng kỹ thuật mật mã được công bố từ thập niên 90 của thế kỷ trước, công nghệ mật mã này cho phép xác minh tính xác thực của một phần thông tin mà không tiết lộ chính thông tin đó. Tuy nhiên, trong những năm gần đây ZKP mới được đưa vào ứng dụng nhiều trong hệ thống công nghệ thông tin. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về khái niệm, tính chất, cách thức phân loại và một số ứng dụng phổ biến của ZKP trong an toàn thông tin.
10:00 | 20/09/2023
ChatGPT và các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) tương tự đã làm tăng thêm độ phức tạp trong bối cảnh mối đe dọa trực tuyến ngày càng gia tăng. Tội phạm mạng không còn cần các kỹ năng mã hóa nâng cao để thực hiện gian lận và các cuộc tấn công gây thiệt hại khác chống lại các doanh nghiệp và khách hàng trực tuyến nhờ vào bot dưới dạng dịch vụ, residential proxy, CAPTCHA và các công cụ dễ tiếp cận khác. Giờ đây, ChatGPT, OpenAI và các LLM khác không chỉ đặt ra các vấn đề đạo đức bằng cách đào tạo các mô hình của họ về dữ liệu thu thập trên Internet mà LLM còn đang tác động tiêu cực đến lưu lượng truy cập web của doanh nghiệp, điều này có thể gây tổn hại lớn đến doanh nghiệp đó.
09:00 | 09/09/2022
Chắc hẳn rằng trong số chúng ta ai cũng đã hơn một lần bị quảng cáo xuất hiện chen ngang ngay khi đang truy cập một website nào đó trên Internet, gây cảm giác khá phiền toái và khó chịu nhưng không biết loại bỏ chúng bằng cách nào. Hiện nay, nhiều trang web tồn tại được là phụ thuộc vào doanh thu đến từ việc cho phép quảng cáo, chính vì vậy đa phần khi người dùng truy cập vào các website (nhất là các website giải trí như: xem phim, nghe nhạc, mạng xã hội…) sẽ đều gặp các quảng cáo không mong muốn. Bên cạnh đó, tồn tại nhiều mối nguy cơ tiềm ẩn trong những quảng cáo này có thể chứa phần mềm độc hại nguy hiểm. Vì thế, bài báo sau đây sẽ hướng dẫn cho độc giả các cách hiệu quả để loại bỏ quảng cáo không mong muốn trên thiết bị smartphone của mình.
08:00 | 11/01/2024 | Chính sách - Chiến lược
09:00 | 10/01/2024 | Giải pháp khác
09:00 | 05/01/2024|Chính sách - Chiến lược
09:00 | 05/01/2024|An ninh – Quốc Phòng
Hiện nay, số lượng các cuộc tấn công mạng nhắm đến hệ điều hành Linux đang ngày càng gia tăng cả về số lượng lẫn mức độ tinh vi, đặc biệt là các sự cố liên quan đến việc lộ lọt mật khẩu. Thông thường, khi tạo tài khoản mới trên Linux, người dùng có thể sử dụng những mật khẩu tùy ý, kể cả những mật khẩu yếu, điều này có thể gây ra nhiều rủi ro bảo mật tiềm ẩn trong hệ thống mạng, các tác nhân đe dọa sẽ dễ dàng tấn công và xâm phạm tài khoản hơn. Do đó, cần phải thực thi các chính sách sử dụng mật khẩu đủ mạnh để bảo vệ tài khoản người dùng tránh bị tấn công. Trong bài viết này sẽ gửi đến độc giả hướng dẫn thiết lập cấu hình mật khẩu an toàn trên Linux với nền tảng Centos 7.
10:00 | 10/04/2024
Mới đây, Cơ quan An ninh mạng và Cơ sở hạ tầng Hoa Kỳ (CISA) đã phát hành phiên bản mới của hệ thống Malware Next-Gen có khả năng tự động phân tích các tệp độc hại tiềm ẩn, địa chỉ URL đáng ngờ và truy tìm mối đe dọa an ninh mạng. Phiên bản mới này cho phép người dùng gửi các mẫu phần mềm độc hại để CISA phân tích.
13:00 | 17/04/2024
