8.4Универсальные методы криптоанализа.

Если целью криптоаналитика является раскрытие возможно большего числа шифров, то для него наилучшей стратегией является разработка универсальных методов анализа. Но эта задача является также и наиболее сложной.

8.4.1Метод полного перебора

С появлением высокопроизводительной вычислительной техники у криптоаналитиков появилась возможность вскрывать шифры методом перебора ключей. При осуществлении попытки атаки на основе только шифртекста криптоаналитику требуется анализировать выходные данные алгоритма и проверять их "осмысленность". В случае, когда в качестве объекта шифрования выступает графический файл или программа, задача определения "осмысленности" выходных данных становится очень трудной. Если известно, что открытый текст представляет собой предложение на естественном языке, проанализировать результат и опознать успешный исход дешифрования сравнительно несложно, тем более что криптоаналитик зачастую располагает некоторой априорной информацией о содержании сообщения. Задачу выделения осмысленного текста, т.е. определения факта правильной дешифрации, решают при помощи ЭВМ с использованием теоретических положений, разработанных в конце XIX века петербургским математиком Марковым А.А., - цепей Маркова.

Атаки с использованием известного или подобранного открытого текста встречаются чаще, чем можно подумать. В среде криптоаналитиков нельзя назвать неслыханными факты добычи открытого текста шифрованного сообщения или подкупа лица, которое должно будет зашифровать избранное сообщение.

Предположим, злоумышленнику известна одна или несколько пар . Пусть для простоты для любой пары существует единственный ключ , удовлетворяющий соотношению . Примем проверку одного варианта ключа за одну операцию. Тогда полный перебор ключей потребует операций, где - число элементов в множестве. Если в качестве оценки трудоемкости метода взять математическое ожидание случайной величины, соответствующей числу опробований до момента обнаружения использованного ключа, то мы получим операций. Кроме того, алгоритм полного перебора допускает распараллеливание, что позволяет значительно ускорить нахождение ключа.

8.4.2Атака по ключам

Одной из причин ненадежности криптосистем является использование слабых ключей. Слабый ключ - это ключ, не обеспечивающий достаточного уровня защиты или использующий в шифровании закономерности, которые могут быть взломаны. Алгоритм шифрования не должен иметь слабых ключей. Если это невозможно, то количество слабых ключей должно быть минимальным, чтобы уменьшить вероятность случайного выбора одного из них, все слабые ключи должны быть известны заранее, чтобы их можно было отбраковать в процессе создания ключа.

Генераторы случайных чисел - еще один источник угрозы для стойкости криптосистемы. Если для генерации ключей используется криптографический слабый алгоритм, независимо от используемого шифра, вся система будет нестойкой. Качественный ключ, предназначенный для использования в рамках симметричной криптосистемы, представляет собой случайный двоичный набор. Если требуется ключ разрядностью n, в процессе его генерации с одинаковой вероятностью должен получаться любой из возможных вариантов. Исследования компании Counterpane, президентом которой является известный криптограф Брюс Шнайер, показали, что определённые генераторы случайных чисел могут быть надёжными при использовании с одной целью, но ненадёжными для другой; обобщение анализа надёжности опасно.