Омассон Жан-Филипп - О криптографии
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Home » Books and magazines » Computer literature » Hacking and security |
| DL-List and Torrent activity | |
| Size: 26 MB | Registered: 2 years | Completed: 4 times | |
|
|
| Author | Message | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Find a password ® Gender: Longevity: 9 years Posts: 2288
|
О криптографии всерьез. Практическое введение в современное шифрование
Год издания: 2021 Автор: Омассон Жан-Филипп Переводчик: Слинкин А. А. Издательство: ДМК Пресс ISBN: 978-5-97060-975-0 Язык: Русский Формат: PDF Качество: Издательский макет или текст (eBook) Интерактивное оглавление: Да Количество страниц: 328 Описание: В этом практическом руководстве по современному шифрованию анализируются фундаментальные математические идеи, лежащие в основе криптографии. Рассказывается о шифровании с аутентификацией, безопасной случайности, функциях хеширования, блочных шифрах и методах криптографии с открытым ключом, в частности RSA и криптографии на эллиптических кривых. Вы узнаете о том, как выбирать наилучший алгоритм или протокол, как избежать типичных ошибок безопасности и как задавать правильные вопросы поставщику. В заключительной части книги рассматриваются темы повышенной сложности, например TLS, а также обсуждается будущее криптографии в эпоху квантовых компьютеров. В каждой главе приводятся примеры работы алгоритмов и материалы для дополнительного изучения. Издание будет полезно как профессиональным разработчикам, так и тем, кто хочет разобраться в основах современной криптографии и успешно применять методы шифрования. ОглавлениеОт издательства.............................................................................................................. 12Вступительное слово....................................................................................................... 13 Предисловие........................................................................................................................ 15 Список аббревиатур......................................................................................................... 19 Глава 1. Шифрование.............................................................................................. 22 Основы................................................................................................................................ 23 Классические шифры...................................................................................................... 23 Шифр Цезаря............................................................................................................... 23 Шифр Виженера.......................................................................................................... 24 Как работают шифры...................................................................................................... 25 Перестановка............................................................................................................... 26 Режим работы.............................................................................................................. 27 Почему классические шифры небезопасны........................................................ 28 Идеальное шифрование: одноразовый блокнот...................................................... 29 Шифрование с помощью одноразового блокнота.............................................. 29 Почему одноразовый блокнот безопасен?........................................................... 30 Безопасность шифрования............................................................................................ 32 Модели атак................................................................................................................. 32 Цели безопасности..................................................................................................... 35 Аспекты безопасности............................................................................................... 36 Асимметричное шифрование....................................................................................... 38 Дополнительные функции шифров............................................................................. 39 Шифрование с аутентификацией........................................................................... 39 Шифрование с сохранением формата................................................................... 40 Полностью гомоморфное шифрование................................................................ 41 Шифрование, допускающее поиск......................................................................... 41 Настраиваемое шифрование................................................................................... 41 Какие возможны проблемы........................................................................................... 42 Слабый шифр............................................................................................................... 42 Неправильная модель................................................................................................ 43 Для дополнительного чтения........................................................................................ 44 Глава 2. Случайность................................................................................................ 45 Случайное или неслучайное?........................................................................................ 45 Случайность как распределение вероятностей........................................................ 46 Энтропия: мера неопределенности............................................................................. 47 Генераторы случайных и псевдослучайных чисел................................................... 48 Как работает PRNG..................................................................................................... 49 Вопросы безопасности.............................................................................................. 50 PRNG Fortuna............................................................................................................... 51 Криптографически стойкие и нестойкие PRNG.................................................. 52 Полезность статистических тестов........................................................................ 54 PRNG на практике............................................................................................................ 55 Генерирование случайных битов в системах на базе Unix............................... 55 Функция CryptGenRandom() в Windows................................................................ 59 Аппаратный PRNG: RDRAND в микропроцессорах Intel.................................. 60 Какие возможны проблемы........................................................................................... 61 Плохие источники энтропии................................................................................... 61 Недостаточная энтропия на этапе начальной загрузки................................... 61 Криптографически нестойкие PRNG..................................................................... 62 Дефектная выборка при стойком PRNG................................................................ 63 Для дополнительного чтения........................................................................................ 64 Глава 3. Криптографическая безопасность............................................... 65 Определение невозможного.......................................................................................... 66 Безопасность в теории: информационная безопасность................................. 66 Безопасность на практике: вычислительная безопасность............................. 66 Количественное измерение безопасности................................................................ 68 Измерение безопасности в битах........................................................................... 68 Полная стоимость атаки........................................................................................... 70 Выбор и вычисление уровней безопасности....................................................... 71 Достижение безопасности............................................................................................. 73 Доказуемая безопасность......................................................................................... 73 Эвристическая безопасность................................................................................... 76 Генерирование ключей................................................................................................... 77 Генерирование симметричных ключей................................................................ 77 Генерирование асимметричных ключей.............................................................. 78 Защита ключей............................................................................................................ 79 Какие возможны проблемы........................................................................................... 80 Ложное чувство безопасности................................................................................. 80 Короткие ключи для поддержки унаследованных приложений..................... 80 Для дополнительного чтения........................................................................................ 81 Глава 4. Блочные шифры...................................................................................... 82 Что такое блочный шифр?.............................................................................................. 83 Цели безопасности..................................................................................................... 83 Размер блока................................................................................................................ 84 Атака по кодовой книге............................................................................................ 84 Как устроены блочные шифры..................................................................................... 85 Раунды блочного шифра........................................................................................... 85 Сдвиговая атака и ключи раунда............................................................................ 86 Подстановочно-перестановочные сети................................................................ 86 Схемы Фейстеля.......................................................................................................... 87 Шифр Advanced Encryption Standard (AES)................................................................. 88 Внутреннее устройство AES..................................................................................... 89 AES в действии............................................................................................................ 92 Реализация AES................................................................................................................. 92 Табличные реализации............................................................................................. 93 Машинные команды.................................................................................................. 94 Безопасен ли AES?...................................................................................................... 95 Режимы работы................................................................................................................. 96 Режим электронной кодовой книги (ECB)............................................................ 96 Режим сцепления блоков шифртекста (CBC)....................................................... 98 Как зашифровать любое сообщение в режиме CBC..........................................100 Режим счетчика (CTR)..............................................................................................102 Какие возможны проблемы..........................................................................................104 Атаки типа встречи посередине.............................................................................104 Атаки на оракул дополнения..................................................................................106 Для дополнительного чтения.......................................................................................107 Глава 5. Потоковые шифры................................................................................108 Как работают потоковые шифры................................................................................109 Потоковые шифры с хранимым состоянием и на основе счетчика.............110 Аппаратные потоковые шифры..................................................................................111 Регистры сдвига с обратной связью......................................................................112 Grain-128a....................................................................................................................119 A5/1................................................................................................................................120 Программные потоковые шифры...............................................................................123 RC4.................................................................................................................................124 Salsa20...........................................................................................................................129 Какие возможны проблемы..........................................................................................134 Повторное использование одноразового числа................................................134 Дефектная реализация RC4.....................................................................................135 Слабые аппаратно реализованные шифры.........................................................136 Для дополнительного чтения.......................................................................................137 Глава 6. Функции хеширования......................................................................138 Безопасные хеш-функции.............................................................................................139 И снова непредсказуемость....................................................................................140 Стойкость к восстановлению прообраза..............................................................141 Стойкость к коллизиям............................................................................................142 Нахождение коллизий..............................................................................................143 Построение функций хеширования...........................................................................145 Хеш-функции на основе сжатия: построение Меркла–Дамгора...................145 Хеш-функции на основе перестановок: функции губки.................................149 Семейство хеш-функций SHA......................................................................................150 SHA-1............................................................................................................................151 SHA-2............................................................................................................................153 Конкурс на звание SHA-3.........................................................................................155 Keccak (SHA-3).............................................................................................................156 Функция хеширования BLAKE 2..................................................................................158 Какие возможны проблемы..........................................................................................160 Атака удлинением сообщения...............................................................................160 Обман протоколов доказательства хранения.....................................................161 Для дополнительного чтения.......................................................................................162 Глава 7. Хеширование с секретным ключом...........................................163 Имитовставки (MAC)......................................................................................................164 MAC как часть безопасной системы связи..........................................................164 Атаки с подделкой и подобранным сообщением..............................................164 Атаки повторным воспроизведением..................................................................165 Псевдослучайные функции (PRF)................................................................................165 Безопасность PRF............................................................................................................166 Почему PRF более стойкие, чем MAC....................................................................166 Создание хешей с секретным ключом по хешам без ключа.................................167 Построение секретного префикса.........................................................................167 Построение секретного суффикса.........................................................................168 Построение HMAC.....................................................................................................168 Обобщенная атака против MAC на основе функций хеширования..............170 Создание функций хеширования на основе блочных шифров: CMAC..............171 Взлом CBC-MAC..........................................................................................................171 Исправление CBC-MAC.............................................................................................171 Проектирование специализированных имитовставок.........................................173 Poly1305........................................................................................................................173 SipHash.........................................................................................................................176 Какие возможны проблемы..........................................................................................178 Атаки с хронометражем на верификацию MAC.................................................178 Когда губки протекают.............................................................................................180 Для дополнительного чтения.......................................................................................181 Глава 8. Шифрование с аутентификацией................................................182 Шифрование с аутентификацией с использованием MAC...................................183 Шифрование-и-MAC.................................................................................................183 MAC-затем-шифрование.........................................................................................184 Шифрование-затем-MAC.........................................................................................185 Шифры с аутентификацией..........................................................................................185 Шифрование с аутентификацией и ассоциированными данными..............186 Предотвращение предсказуемости с помощью одноразовых чисел............187 Какой шифр с аутентификацией считать хорошим?........................................187 AES-GCM: стандартный шифр с аутентификацией................................................190 Внутреннее устройство GCM: CTR и GHASH.......................................................190 Безопасность GCM.....................................................................................................192 Эффективность GCM.................................................................................................193 OCB: шифр с аутентификацией, более быстрый, чем GCM..................................193 Внутреннее устройство OCB...................................................................................194 Безопасность OCB......................................................................................................194 Эффективность OCB..................................................................................................195 SIV: самый безопасный шифр с аутентификацией?..............................................195 AEAD на основе перестановки.....................................................................................196 Какие возможны проблемы..........................................................................................198 AES-GCM и слабые хеш-ключи...............................................................................198 AES-GCM и короткие жетоны.................................................................................200 Для дополнительного чтения.......................................................................................201 Глава 9. Трудные задачи.......................................................................................202 Вычислительная трудность...........................................................................................203 Измерение времени работы...................................................................................203 Полиномиальное и суперполиномиальное время............................................206 Классы сложности...........................................................................................................207 Недетерминированное полиномиальное время...............................................208 NP-полные задачи.....................................................................................................209 Задача о равенстве P и NP.......................................................................................210 Задача факторизации.....................................................................................................212 Факторизация больших чисел на практике........................................................212 Является ли задача факторизации NP-полной?................................................214 Задача о дискретном логарифме.................................................................................215 Что такое группа?......................................................................................................215 Трудная задача...........................................................................................................216 Какие возможны проблемы..........................................................................................217 Когда разложить на множители легко..................................................................217 Небольшие трудные задачи трудными не являются........................................218 Для дополнительного чтения.......................................................................................219 Глава 10. RSA...............................................................................................................221 Математические основания RSA.................................................................................222 Перестановка с потайным входом в RSA...................................................................223 Генерирование ключей и безопасность RSA............................................................224 Шифрование с помощью RSA.......................................................................................226 Взлом RSA-шифрования по учебнику и податливость....................................226 Стойкое RSA-шифрование: OAEP..........................................................................226 Подписание с помощью RSA........................................................................................228 Взлом RSA-подписей по учебнику........................................................................229 Стандарт цифровой подписи PSS..........................................................................230 Подписи на основе полного хеша домена...........................................................231 Реализации RSA...............................................................................................................232 Алгоритм быстрого возведения в степень..........................................................233 Выбор малых показателей степени для ускорения операций с открытым ключом..................................................................................................235 Китайская теорема об остатках..............................................................................236 Какие возможны проблемы..........................................................................................238 Атака Bellcore на RSA-CRT.......................................................................................238 Разделение закрытых показателей степени или модулей................................................................................................................239 Для дополнительного чтения.......................................................................................240 Глава 11. Протокол Диффи–Хеллмана.......................................................242 Функция Диффи–Хеллмана..........................................................................................243 Проблемы протоколов Диффи–Хеллмана.................................................................245 Вычислительная задача Диффи–Хеллмана.........................................................245 Задача Диффи–Хеллмана о распознавании........................................................246 Другие задачи Диффи–Хеллмана..........................................................................246 Протоколы совместной выработки ключей..............................................................247 Пример протокола выработки ключа, не опирающегося на DH....................247 Модели атак на протоколы совместной выработки ключей...........................248 Производительность.................................................................................................250 Протоколы Диффи–Хеллмана......................................................................................251 Анонимный протокол Диффи–Хеллмана............................................................251 Протокол Диффи–Хеллмана с аутентификацией..............................................253 Протокол Менезеса–Кью–Вэнстоуна....................................................................255 Какие возможны проблемы..........................................................................................257 Пренебрежение хешированием разделяемого секрета...................................257 Унаследованный протокол Диффи–Хеллмана в TLS........................................258 Небезопасные параметры группы........................................................................258 Для дополнительного чтения.......................................................................................258 Глава 12. Эллиптические кривые...................................................................260 Что такое эллиптическая кривая?...............................................................................261 Эллиптические кривые над множеством целых чисел....................................262 Сложение и умножение точек................................................................................264 Группы эллиптических кривых..............................................................................267 Задача ECDLP....................................................................................................................268 Протокол совместной выработки ключа Диффи–Хеллмана над эллиптическими кривыми....................................................................................269 Подписание с помощью эллиптических кривых...............................................270 Шифрование с помощью эллиптических кривых.............................................272 Выбор кривой...................................................................................................................273 Кривые, рекомендованные NIST...........................................................................274 Кривая Curve25519....................................................................................................275 Другие кривые............................................................................................................275 Какие возможны проблемы..........................................................................................276 ECDSA с недостаточной случайностью................................................................276 Взлом ECDH с помощью другой кривой..............................................................276 Для дополнительного чтения.......................................................................................277 Глава 13. Протокол TLS.........................................................................................278 Целевые приложения и требования...........................................................................279 Набор протоколов TLS....................................................................................................280 Семейство протоколов TLS и SSL: краткая история..........................................280 TLS в двух словах.......................................................................................................281 Сертификаты и удостоверяющие центры...........................................................281 Протокол записи........................................................................................................284 Протокол подтверждения связи............................................................................285 Криптографические алгоритмы TLS 1.3..............................................................287 Улучшения TLS 1.3 по сравнению с TLS 1.2..............................................................288 Защита от понижения версии.................................................................................289 Квитирование с одним периодом кругового обращения................................289 Возобновление сеанса..............................................................................................289 Стойкость TLS...................................................................................................................290 Аутентификация........................................................................................................290 Секретность прошлого.............................................................................................291 Какие возможны проблемы..........................................................................................292 Скомпрометированный удостоверяющий центр..............................................292 Скомпрометированный сервер..............................................................................292 Скомпрометированный клиент.............................................................................293 Дефекты реализации................................................................................................293 Для дополнительного чтения.......................................................................................294 Глава 14. Квантовая и постквантовая криптография........................295 Как работают квантовые компьютеры......................................................................296 Квантовые биты.........................................................................................................297 Квантовые вентили...................................................................................................299 Квантовое ускорение......................................................................................................302 Экспоненциальное ускорение и задача Саймона..............................................302 Угроза со стороны алгоритма Шора......................................................................303 Решение задачи факторизации с помощью алгоритма Шора........................304 Алгоритм Шора и задача о дискретном логарифме.........................................305 Алгоритм Гровера......................................................................................................305 Почему так трудно построить квантовый компьютер?.........................................306 Постквантовые криптографические алгоритмы.....................................................308 Криптография на основе кодов..............................................................................308 Криптография на основе решеток.........................................................................309 Криптография на основе многомерных систем................................................310 Криптография на основе функций хеширования.............................................312 Какие возможны проблемы..........................................................................................313 Непонятный уровень безопасности......................................................................313 Забегая вперед: что, если уже слишком поздно?...............................................314 Проблемы реализации.............................................................................................315 Для дополнительного чтения.......................................................................................315 Предметный указатель.........................................................................................317
 |
|||||||||||||||||||
![[Profile]](./templates/default/images/lang/en/icon_profile.gif "View user's profile"){kind=icon} ![[PM]](./templates/default/images/lang/en/icon_pm.gif "Send private message"){kind=icon} |
||||||||||||||||||||
![[Quote]](./templates/default/images/lang/en/icon_quote.gif "Reply with quote"){kind=icon}
|
|
Home » Books and magazines » Computer literature » Hacking and security |
Current time is: 24-Feb 08:13
All times are UTC + 2
You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot vote in polls in this forum You cannot attach files in this forum You can download files in this forum |