Σήμερα, οι επιχειρήσεις βρίσκονται υπό τεράστια πίεση για να διατηρήσουν τις επιχειρήσεις τους σε λειτουργία. Εάν η επιχείρησή σας έχει ρυθμιστεί να λειτουργεί απρόσκοπτα, η ομάδα ασφαλείας σας πρέπει να προστατεύει την επιχείρησή σας από όλες τις απειλές που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις λειτουργίες σας.
Το θέμα είναι ότι αυτό που είναι ασφαλές σήμερα μπορεί να είναι εντός του πεδίου ανασφάλειας αύριο. Αυτό το φαινόμενο προκαλείται από το γεγονός ότι καθώς εξελίσσονται οι αλγόριθμοι, εμφανίζονται νέα τρωτά σημεία και οι κυβερνοεπιτιθέμενοι αναπτύσσουν νέους τρόπους για να σπάσουν την κρυπτογραφία στην οποία βασίζονται οι περισσότερες επιχειρήσεις.
Η κρυπτανάλυση, γνωστή ως παρακολούθηση κώδικα, είναι μια εις βάθος κατανόηση των τεχνικών που χρησιμοποιούνται για την αποκρυπτογράφηση και την αναζήτηση κώδικα, κρυπτογράφησης ή κρυπτογραφημένου κειμένου. Η κρυπτανάλυση χρησιμοποιεί αριθμητικούς κανόνες για την αναζήτηση της ευαισθησίας ενός αλγορίθμου και διακλαδώνεται περαιτέρω στην κρυπτογραφία σε συστήματα ασφάλειας πληροφοριών.
Αυτός ο οδηγός σας διδάσκει όλα όσα χρειάζεται να γνωρίζετε για την κρυπτανάλυση. Θα έχετε μια λεπτομερή κατανόηση του θέματος και θα μάθετε πώς να κάνετε τον οργανισμό σας απρόσβλητο από την κρυπτανάλυση.
Πίνακας περιεχομένων
Τι είναι η Κρυπτανάλυση;
Η διαδικασία κρυπτανάλυσης στοχεύει στη μελέτη κρυπτογραφικών συστημάτων για τον εντοπισμό αδυναμιών και διαρροών πληροφοριών. Μπορείτε να το θεωρήσετε ως διερεύνηση ελαττωμάτων στην υποκείμενη μαθηματική αρχιτεκτονική ενός κρυπτογραφικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένων τρωτών σημείων υλοποίησης όπως επιθέσεις πλευρικού καναλιού και αδύναμες εισόδους εντροπίας.
Τα κρυπτογραφικά συστήματα αναφέρονται σε ένα σύστημα υπολογιστή που χρησιμοποιεί κρυπτογραφία, μια μέθοδο για την προστασία των πληροφοριών και της επικοινωνίας μέσω κώδικα, έτσι ώστε μόνο εκείνοι στους οποίους προορίζεται να μπορούν να τις επεξεργαστούν.
Κρυπτανάλυση Vs. Κρυπτογράφηση
Από τον ορισμό, στην κρυπτογραφία, σας απασχολεί η απόκρυψη ενός μηνύματος μετατρέποντάς το σε κρυφό κείμενο πριν το μεταδώσετε σε μη ασφαλή κανάλια. Από την άλλη πλευρά, η κρυπτανάλυση περιλαμβάνει τη λήψη απλού κειμένου από κρυφά μηνύματα μέσω ενός μη ασφαλούς καναλιού.
Η κρυπτογραφία έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί πλεονέκτημα κατά τη μετάδοση των πληροφοριών. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα για την προβολή των περιπτώσεων χρήσης του είναι σε τραπεζικές συναλλαγές και μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου όπου είναι απαραίτητο να διασφαλιστούν πληροφορίες. Τα σχήματα κρυπτογραφίας περιλαμβάνουν μυστικά κλειδιά, δημόσια κλειδιά και συναρτήσεις κατακερματισμού.
Η κρυπτανάλυση είναι μια τέχνη που συνδέεται με την αποκρυπτογράφηση κρυπτογραφημένου κειμένου σε απλό. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα εξουσιοδοτημένο άτομο προσπαθεί να αποκρυπτογραφήσει το μήνυμά σας παρακολουθώντας το κανάλι.
Ποιος χρησιμοποιεί την κρυπτανάλυση;
Πολλοί οργανισμοί χρησιμοποιούν κρυπτανάλυση, συμπεριλαμβανομένων κυβερνήσεων που θέλουν να αποκρυπτογραφήσουν τις ιδιωτικές επικοινωνίες άλλων εθνών, επιχειρήσεις που δοκιμάζουν χαρακτηριστικά ασφαλείας για τα προϊόντα ασφαλείας τους, χάκερ, κροτίδες, ανεξάρτητους ερευνητές και ακαδημαϊκούς επαγγελματίες που θέλουν να εντοπίσουν τρωτά σημεία σε κρυπτογραφικά πρωτόκολλα και αλγόριθμους.
Η πρόοδος της κρυπτολογίας διαδίδεται από την ατελείωτη μάχη μεταξύ των κρυπτογράφων που θέλουν να εξασφαλίσουν δεδομένα και των αναλυτών κρυπτογράφησης που εργάζονται για να σπάσουν κρυπτοσυστήματα.
Οι στόχοι ενός εισβολέα συνδέονται με τις συγκεκριμένες ανάγκες του για την εκτέλεση κρυπτανάλυσης. Η επιτυχής κρυπτανάλυση συνήθως δεν υπερβαίνει την εξαγωγή πληροφοριών από κρυφό κείμενο. Ωστόσο, αρκεί με βάση τις ανάγκες των επιθετικών, των οποίων οι στόχοι ποικίλλουν από τον έναν επιθετικό στον άλλο, αλλά δεν περιορίζονται σε:
- Συνολικό διάλειμμα – Εύρεση μυστικών κλειδιών.
- Καθολική αφαίρεση – Εύρεση ισοδύναμων λειτουργικών αλγορίθμων για κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση χωρίς γνώση μυστικών κλειδιών.
- Αφαίρεση πληροφοριών – Απόκτηση πληροφοριών σχετικά με κρυπτογραφημένα κείμενα και απλά κείμενα.
- Διακριτικός αλγόριθμος – Διάκριση της εξόδου κρυπτογράφησης από τη μετάθεση τυχαίων bits.
Ας δούμε ένα πρακτικό παράδειγμα που είναι εύκολα κατανοητό. Ωστόσο, θα πρέπει να γνωρίζετε ότι αυτό το παράδειγμα δεν ισχύει για τους σύγχρονους κρυπτογραφικούς κρυπτογράφους, αλλά είναι καλό για να χτίσετε την κατανόησή σας.
Η τεχνική ανάλυσης συχνότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βασικούς αλγόριθμους κρυπτογράφησης. Οι βασικοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης κλάσης εκτελούν μονοαλφαβητικές αντικαταστάσεις αντικαθιστώντας κάθε γράμμα με ένα προκαθορισμένο χαρτογραφημένο γράμμα από το ίδιο αλφάβητο.
Αυτό το μοντέλο είναι μια βελτίωση από πιο βασικές τεχνικές που μετατόπισαν γράμματα κατά κάποιο σταθερό αριθμό θέσεων και αντικατέστησαν τα παλιά γράμματα με νέα από την προκύπτουσα αλφαβητική θέση.
Ενώ οι κρυπτογράφοι μονοαλφαβητικής αντικατάστασης είναι ανθεκτικοί σε τυφλές αναζητήσεις, δεν είναι άτρωτοι και μπορούν εύκολα να αναλυθούν με στυλό και χαρτί. Πώς, λοιπόν? Η ανάλυση συχνότητας χρησιμοποιεί το χαρακτηριστικό γνώρισμα ότι η φυσική γλώσσα δεν είναι τυχαία και η μονοαλφαβητική υποκατάσταση δεν κρύβει τις στατιστικές ιδιότητες της γλώσσας.
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά και ας το περιορίσουμε σε ένα συγκεκριμένο αλφάβητο όπως το “E” με μια συγκεκριμένη συχνότητα, ας πούμε 12,7%. Όταν αντικαθιστάτε το E για να λάβετε ένα κρυπτογραφημένο κείμενο, το κείμενο που προκύπτει διατηρεί την αρχική του συχνότητα. Εάν αυτή η συχνότητα είναι γνωστή στον κρυπτοαναλυτή, μπορεί να προσδιορίσει γρήγορα τις αντικαταστάσεις για την αποκρυπτογράφηση του κρυπτογραφημένου κειμένου σας.
Τύποι Κρυπταναλυτικών Επιθέσεων
Οι κρυπταναλυτικές επιθέσεις εκμεταλλεύονται ελαττώματα στο σύστημά σας, αποκρυπτογραφώντας την κρυπτογράφηση του. Για να ξεκινήσετε μια επίθεση κρυπτανάλυσης, πρέπει να γνωρίζετε τη φύση των μεθόδων και τις γενικές ιδιότητες του απλού κειμένου. Ένα απλό μπορεί να είναι σε οποιαδήποτε γλώσσα, συμπεριλαμβανομένων των αγγλικών ή κώδικα Java.
Ακολουθεί μια λίστα με τους τύπους επιθέσεων. Τα πρώτα πέντε είναι τα πιο κοινά. Τα άλλα είναι σπάνια και περιστασιακά μένουν έξω. είναι καλό να τους γνωρίζεις.
Πώς λειτουργεί η Κρυπτανάλυση;
Ο βασικός στόχος που οδηγεί στην κρυπτανάλυση είναι η αποκάλυψη ελαττωμάτων ή η παράκαμψη κρυπτογραφικών αλγορίθμων. Οι κρυπτογράφοι χρησιμοποιούν έρευνα από κρυπτοαναλυτές για να προωθήσουν υπάρχοντες αλγόριθμους ή να αναβαθμίσουν μεθόδους κατώτερης ποιότητας.
Με την κρυπτογραφία που δημιουργεί και βελτιώνει κρυπτογραφικούς κρυπτογράφησης και άλλες τεχνικές, η κρυπτανάλυση, από την άλλη πλευρά, εστιάζει στην αποκρυπτογράφηση κρυπτογραφημένων δεδομένων. Οι δύο πράξεις συνομιλούν και περιορίζονται στον τομέα της κρυπτολογίας, της μαθηματικής μελέτης κωδίκων, κρυπτογράφησης και σχετικών αλγορίθμων.
Οι ερευνητές προσπαθούν να δώσουν μεγάλη προσοχή για να αναπτύξουν στρατηγικές επίθεσης που ξεπερνούν τα σχήματα κρυπτογράφησης, ξεκινώντας την αποκρυπτογράφηση κρυπτογραφημένων αλγορίθμων κρυπτογραφημένου κειμένου χωρίς να χρειάζονται κλειδιά κρυπτογράφησης. Συχνά, χρησιμοποιείτε κρυπτανάλυση για να αποκαλύψετε ελαττώματα στις μεθόδους σύλληψης και εκτέλεσης.
Πώς να προστατευτείτε από κρυπταναλυτικές επιθέσεις
Δυστυχώς, δεν μπορείτε να κάνετε πολλά για να δημιουργήσετε ασυλία έναντι της κρυπτανάλυσης, εκτός από τη χρήση ενός ασφαλούς συστήματος κρυπτογράφησης, κρυπτογράφησης σε ολόκληρη την ψηφιακή υποδομή σας και τη διατήρηση του λογισμικού σας ενημερωμένο. Ωστόσο, εδώ είναι μερικές συμβουλές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να βελτιώσετε την ασφάλεια.
- Χρησιμοποιήστε ενημερωμένους αλγόριθμους κρυπτογράφησης και κατακερματισμού. Ένα καλό σενάριο θα ήταν να αποφύγετε εργαλεία όπως το SHA1 και το MD5, τα οποία δεν θεωρούνται πλέον ασφαλή.
- Χρησιμοποιήστε μεγάλα κλειδιά κρυπτογράφησης. Για παράδειγμα, τα κλειδιά RSA θα πρέπει να έχουν μήκος τουλάχιστον 2048 bit για χειραψίες VPN.
- Θυμηθείτε την καταστροφή αντικατασταθέντων κλειδιών.
- Χρησιμοποιήστε ισχυρούς κωδικούς πρόσβασης και εφαρμόστε μια δοκιμασμένη γεννήτρια τυχαίων αριθμών για την επιμέλεια των κλειδιών σας.
- Αλατίστε τα χασίς σας. Εδώ προσθέτετε τυχαίο θόρυβο στους κατακερματισμούς σας. Θα πρέπει να διατηρείτε το αλάτι σας για μεγάλο χρονικό διάστημα και τυχαία, όπως όταν εργάζεστε με κωδικούς πρόσβασης.
- Χρησιμοποιήστε τέλεια μυστικότητα προώθησης (PFS) για να αποτρέψετε την αποκρυπτογράφηση των προηγούμενων και μελλοντικών περιόδων σύνδεσης, εάν τα κλειδιά σας παραβιαστούν. Αυτό χρησιμοποιείται συχνά σε εικονικά ιδιωτικά δίκτυα (VPN).
- Αποκρύψτε την κρυπτογραφημένη κυκλοφορία – Διασφαλίζετε ότι η επισκεψιμότητά σας φαίνεται κανονική και δεν αποκαλύπτετε το γεγονός ότι είναι κρυπτογραφημένη. Λογισμικό όπως το Obfsproxy είναι ένα καλό παράδειγμα εργαλείου που λειτουργεί καλά με το δίκτυο Tor.
- Ενσωματώστε ένα σύστημα ανίχνευσης εισβολής (IDS) στην υποδομή σας – Αυτό το σύστημα θα σας ειδοποιήσει για παραβίαση ή επίθεση. Ωστόσο, αυτό δεν σταματά την παραβίαση. Ωστόσο, μειώνει τον χρόνο απόκρισής σας, προστατεύοντας το σύστημά σας από σοβαρή ζημιά. Θα ήταν καλύτερο να έχετε ένα καλό IDS ενσωματωμένο στο σύστημά σας.
Εφαρμογές Κρυπτανάλυσης
Η κρυπτανάλυση έχει πολλές εφαρμογές στην πραγματική ζωή. Μερικές φορές μπορεί να συνδυαστεί με κρυπτογραφία για να επιτευχθεί το πλήρες δυναμικό της. Εδώ είναι μερικές εφαρμογές:
#1. Ακεραιότητα στην αποθήκευση
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την κρυπτανάλυση για να διατηρήσετε την ακεραιότητα στο χώρο αποθήκευσης. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείτε κλειδαριές και κλειδιά στο σύστημα ελέγχου πρόσβασης για την προστασία των δεδομένων από ανεπιθύμητη πρόσβαση. Μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε κρυπτογραφικά αθροίσματα ελέγχου για να προσδιορίσετε την αυθεντικότητα των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα σε δυναμικά περιβάλλοντα όπου οι ιοί είναι επιρρεπείς σε τροποποιημένες προσεγγίσεις δεδομένων.
Το άθροισμα ελέγχου αναπτύσσεται και συγκρίνεται με μια αναμενόμενη τιμή κατά τη μετάδοση δεδομένων. Η κρυπτανάλυση βοηθά στην ασφάλεια των μέσων αποθήκευσης που είναι ευάλωτα σε επίθεση μετά από μεγάλους όγκους δεδομένων ή εκείνων που έχουν εκτεθεί για μεγάλες περιόδους.
#2. Έλεγχος ταυτότητας
Στον έλεγχο ταυτότητας, η κύρια εστίασή σας είναι η επιβεβαίωση της εξουσιοδότησης ενός χρήστη για πρόσβαση στα δεδομένα. Η κρυπτανάλυση διευκολύνει αυτή τη διαδικασία κατά την ανταλλαγή κωδικών πρόσβασης. Τα σύγχρονα συστήματα συνδυάζουν κρυπτογραφικούς μετασχηματισμούς με τα χαρακτηριστικά ενός ατόμου για την αξιόπιστη και αποτελεσματική αναγνώριση των χρηστών.
Οι κωδικοί πρόσβασης αποθηκεύονται σε κρυπτογραφημένες μορφές όπου οι εφαρμογές με πρόσβαση μπορούν να τους χρησιμοποιήσουν. Δεδομένου ότι οι κωδικοί πρόσβασης αποθηκεύονται σε απλό κείμενο, η ασφάλεια των συστημάτων σας δεν τίθεται σε κίνδυνο.
#3. Διαπιστευτήρια συστήματος
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κρυπτανάλυση και κρυπτογραφία για να δημιουργήσετε τα διαπιστευτήρια ενός συστήματος. Όταν οι χρήστες συνδέονται στο σύστημά σας, θα πρέπει πάντα να προσκομίζουν απόδειξη προσωπικών διαπιστευτηρίων προτού τους επιτραπούν.
Τώρα δημιουργούνται ηλεκτρονικά διαπιστευτήρια για τη διευκόλυνση των ηλεκτρονικών επαληθεύσεων. Αυτή η τεχνική εφαρμόζεται συχνά σε έξυπνες κάρτες για τη διεξαγωγή κρυπτογραφικών λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης δεδομένων.
#4. Ψηφιακές Υπογραφές
Οι ψηφιακές υπογραφές χρησιμοποιούνται συχνά στην επικοινωνία για να επιβεβαιωθεί ότι τα μηνύματα προέρχονται από γνωστό αποστολέα. Αυτό μοιάζει με την υπογραφή εγγράφων με στυλό και χαρτί. Φυσικά, εάν οι ψηφιακές υπογραφές πρόκειται να αντικαταστήσουν τις αναλογικές υπογραφές, κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας τεχνολογία κρυπτανάλυσης.
Αυτό φάνηκε χρήσιμο σε περιπτώσεις όπου οι οργανισμοί έχουν ομάδες κατανεμημένες σε πολλές τοποθεσίες και δεν έχουν ακόμη συναντηθεί αυτοπροσώπως για να εκτελέσουν κάποια συνεργαζόμενη γραφική εργασία. Με τις μορφές ψηφιακής υπογραφής, οποιοσδήποτε έχει το δημόσιο κλειδί μπορεί να επαληθεύσει ένα έγγραφο, όπως υιοθετείται ευρέως στον τομέα των κρυπτονομισμάτων.
#5. Ηλεκτρονικές Μεταφορές Χρημάτων (ETF)
Πρόσφατα, είδατε το ηλεκτρονικό χρήμα να αντικαθιστά τις συναλλαγές με μετρητά. Οι ηλεκτρονικές μεταφορές κεφαλαίων, τα εικονικά νομίσματα, το ψηφιακό χρυσό χρήμα, τα κρυπτονομίσματα και οι άμεσες καταθέσεις είναι όλα περιουσιακά στοιχεία που βασίζονται στην κρυπτογραφία. Σκεφτείτε ότι οι αναλήψεις από ΑΤΜ, οι πληρωμές με χρεωστική κάρτα και τα τραπεζικά εμβάσματα είναι παραδείγματα πράξεων ηλεκτρονικού χρήματος.
Πώς να Γίνετε Κρυπταναλύστης
Μπορείτε να εξετάσετε το ενδεχόμενο να γίνετε κρυπτοαναλυτής αφού δείτε το ευρύ φάσμα εφαρμογών κρυπτανάλυσης. Εάν το κάνετε, πιθανότατα θα εργάζεστε για την ανάπτυξη αλγορίθμων, κρυπτογράφησης και συστημάτων ασφαλείας για την κρυπτογράφηση δεδομένων. Θα πρέπει επίσης να περιμένετε να αναλύσετε και να αποκρυπτογραφήσετε πληροφορίες σε κρυπτογραφικές μεθόδους και πρωτόκολλα τηλεπικοινωνιών.
Μπορείτε επίσης να περιμένετε να εκτελέσετε ρόλους όπως σχεδιασμός συστημάτων ασφαλείας, προστασία κρίσιμων πληροφοριών από υποκλοπή, δοκιμή υπολογιστικών μοντέλων για αξιοπιστία, κρυπτογράφηση οικονομικών δεδομένων, ανάπτυξη στατιστικών και μαθηματικών μοντέλων για την ανάλυση δεδομένων και επίλυση ζητημάτων ασφάλειας. Αν αυτό είναι αρκετά συναρπαστικό, διαβάστε και δείτε πώς να γίνετε.
Μπορείτε να αποκτήσετε πτυχίο στην επιστήμη των υπολογιστών, στη μηχανική, στα μαθηματικά ή σε σχετικό τομέα όπως η ηλεκτρολογία και η μηχανική ηλεκτρονικών. Ωστόσο, ορισμένοι οργανισμοί μπορούν ακόμα να σας προσλάβουν με βάση την έντονη εκπαίδευση και την πρακτική εμπειρία χωρίς τεχνικό πτυχίο. Η κατοχή ορισμένων πιστοποιήσεων ασφάλειας στον κυβερνοχώρο είναι ένα πρόσθετο πλεονέκτημα.
Τελικές Λέξεις
Η κρυπτανάλυση είναι περισσότερο ένα μέσο για μια επίθεση στον κυβερνοχώρο παρά μια ίδια επίθεση. Και με τα περισσότερα συστήματα κρυπτογράφησης ανθεκτικά στις προσπάθειες κρυπτανάλυσης, η κατανόηση αυτών που μένουν ευάλωτα απαιτεί εξελιγμένες μαθηματικές ικανότητες, που δεν είναι αστείο για να αποκτηθούν.
Εάν σκέφτεστε να μάθετε κρυπτανάλυση, είναι ένα συναρπαστικό πεδίο για να εργαστείτε σε ένα ευρύ φάσμα προϊόντων, όπως στον χρηματοοικονομικό τομέα, στον τομέα αποθήκευσης και ταυτότητας.
Έχετε δει πόσο ισχυρή είναι η κρυπτανάλυση και πόσο μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία εφαρμογών πραγματικού κόσμου. Θα ήταν εντάξει να συνεχίσετε την κρυπτανάλυση και θα ήταν ακόμα καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τις δεξιότητές σας, όπως η δημιουργία πιο ασφαλών βοηθητικών προγραμμάτων.
Στη συνέχεια, μπορείτε να ελέγξετε την κρυπτογράφηση δεδομένων: κρίσιμη ορολογία.