Introduktion til Kryptering

1. Introduktion til Kryptering Secret Key kryptering – teknikker og problemer

2. Secret Key kryptering • Forudsætninger • Begge parter har en hemmelig nøgle • Begge parter har den samme nøgle • Nøglen kan benyttes på til kryptering og dekryptering

3. Secret Key kryptering • Problemstillinger • Fortrolighed (confidentiality) • Verifikation (authentication) • Integritet (integrity) • Ikke-benægtelse (non-repudiation)

4. 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” krypterings-metode, f.eks. DES/AES • Disse krypteringer kan ikke angribes med krypto-analyse, kun ved at prøve alle mulige nøgler af

5. 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…?

6. 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

7. 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

8. Secret Key kryptering - Verifikation 35424 35424 A3ER A3ER

9. 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 109 • Bør i praksis aldrig sende den samme udfordring to gange • Modtager kan verificere afsender på samme måde

10. 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

11. 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

12. Secret Key kryptering - Integritet

13. 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

14. 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….?

15. 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

16. 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

17. 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”

18. Secret Key kryptering - Problemer

19. 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

20. 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?

21. 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

22. 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…?

23. 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