Kriptografia

Përshkrim i kriptografisë që nga fillimet e saj e deri në zhvillimet e sotme.

Transcript

1. Kriptografia Shkrimi i fshehtë; ose shifrimi, deshifrimi dhe marifetet e tjera për të cilat përdoret
2. Përkufizime kriptografia: shkenca e hartimit apo zgjidhjes se kodeve shifrimi: proçesi i konvertimit të tekstit në kod deshifrimi: proçesi i anasjelltë i shifrimit çelësi i (de)shifrimit: një informacion i fshehtë që përcakton outputin e (de)shifrimit. Pa çelës deshifrimi është i pamundur
3. Përkufizime kriptologjia: shkenca e studimit të kodeve të shifrimit/kriptografisë (meta-kriptografi) kriptanaliza: proçesi (i përpjekjes) për të deshifruar në mungesë të çelësit. kriptosistem: një grup algoritmesh (apo proçedurash) që nevojiten për të implementuar shifrimin dhe deshifrimin. Zakonisht 3 algoritme: (1) gjenerimi i çelësit, (2) shi$imi, (3) deshi$imi
4. Fillimet Viti -487, Greqi: Scytale (çelësi është diametri i cilindrit)
5. Viti -60, Romë: Shifra e Jul Çezarit (çelësi është distanca e zhvendosjes së alfabetit) Fillimet
6. Fillimet Viti 1585, Francë: Vigenère (çelësi është një $alë)
7. Vazhdimet • 1623 Francis Bacon përdor variacione të fontit gjatë shkrimit për të fshehur mesazhet (hapat e parë të steganografisë) • 1917 W. F. Friedman punësohet si kriptanalist prej qeverisë amerikane dhe më vonë hap Institutin Amerikan të Kriptanalizës
8. Vazhdimet • Për sa kohë që mesazhet transmetoheshin me korrier, vetë korrieri ishte një e fshehtë, pasi nuk kishte akoma një uniformë korrieri sekret. • Çelësi i shifrimit zakonisht transmetohej i zhvendosur në kohë dhe në hapësirë (zakonisht çelësi ishte komunikuar shumë kohë më parë) • Një variacion parashikonte një listë çelësash që përdoreshin me rotacion
9. Vazhdimet • 1895, Marconi, radio • Ulet ndjeshëm koha e transmetimit të mesazhit • Rritet ndjeshëm numri i marrësve të mesazhit • Hyn në lojë shifrimi i komunikimeve
10. Vazhdimet Vitet ’33 - ’44 Enigma, Gjermani
11. Vazhdimet Enigma (nuk njiheshin): (1) Gjenerimi i çelësave dhe (2) Algoritmi Aleatët thyen shifrimin duke u bazuar në: 1. tekste të shifruara që u përgjuan nga aleatët 2.kodet ditore të 3 muajve (çështje spiunazhi)
12. Kriptografia moderne Viti 1976* • Simetrike (çelës i fshehtë) • Asimetrike (çelës publik dhe i fshehtë) * ky është viti i hedhjes së themeleve për kriptografinë moderne
13. Simetrike • 1976 NSA mbështet DES për standardin e shifrimeve federale. • DES ka dy mënyra përdorimi: • ECB: ndahet teksti në blloqe prej 64-bit • CBC: blloku i shifruar bashkohet me blloqet që do të shifrohen Ci = E(K, Pi XOR Ci-1)
14. DES
15. Simetrike Për arsye “objektive”: • mosha, • çelësi i dobët, • sulme të suksesshme DES sot nuk konsiderohet më si i sigurtë dhe është pezulluar si standard. Është më i sigurtë në variantin 3-DES (bllok: 64bit, çelësi 56, 112, 168 bit)
16. Simetrike Zëvendësues të DES: • 3-DES: kombinim i DES me çelës më të fortë (deri në 168-bit) • AES: algoritëm fitues i një konkursi publik të fituar nga algoritmi i Rijndael. Finalistë të tjerë ishin: • Twofish: (c) Schneier, Ferguson (!) • Serpent: (c) Eli Giham
17. Kompleksiteti • Teoria e kompleksitetit, 1965 • Konceptet kryesore: • koha polinomiale • P/NP • Tregon se çfarë mund të llogaritet e çfarë jo
18. Çelësa publikë Shifrimi me çelësa publik (sipas propozimit DH) • Alisa ka një çelës publik që të gjithë përdorin për të shifruar mesazhet që i dergohen asaj Sh = ÇPA (M) • Alisa ka dhe një çelës sekret që përdor mesazhet e shifruara që i janë dërguar M = ÇSA (Sh) • Gjenerimi/llogaritja e çifteve të çelësave duhet të jetë e thjeshtë
19. Çelësa publikë (vazhdim) Shifrimi me çelësa publik (sipas propozimit DH) Publikimi i ÇPA të mos kompromentojë në asnjë formë sigurinë e ÇSA
20. Firma dixhitale Firmoset me ÇSa, verifikohet me ÇPa Firma F për mesazhin M: F = ÇSA (M) Verifikimi: M ?= ÇPA (F)
21. Diffie-Hellmann Ide të shkëlqyera, por nuk dinin si t’i implementonin.
22. Rivest, Shamir, Adleman Siguria qëndron në pamundësinë e faktorizimit të prodhimit n të dy numrave prim të mëdhenj: n = p * q
23. Rivest, Shamir, Adlemann Bënë të mundur: • Shifrimin me çelësa publikë • Firmat dixhitale • Çertifikatat dixhitale* * Nuk ishte parashikuar në propozimin DH
24. Derivime RSA: RC4 • Rivest, 1987 • Shifrim i ideuar për flukse të dhënash (jo më blloqe, si DES, 3DES, etj) • Simetrik (jo ÇK) • Shumë i shpejtë • Përdoret në WEP, SSL, Kerberos, BitTorrent, Skype, PDF, etj
25. Hash: MD5 Nevoja për të patur një firmë dixhitale “universale” (anonime)
26. Hash: MD5 • Qëllimi i krijimit të MD5 ishte aftësia e tij për të garantuar mungesën e përplasjeve. • Përplasja është kur hashi i dy fileve/teksteve jep të njëjtin rezultat: md5(file_a) = md5(file_b) • MD5 përdoret shpesh për memorizimin e $alëkalimeve
27. Probleme RSA • Në 1994 është zgjidhur RSA -129 (!) • 8 muaj pune • 600 vullnetare • 20 shtet • 5000 vite CPU MIPS
28. Probleme MD5 • Në 2004 Xiaoyun Wang tregoi një mënyrë për të prodhuar përplasje për MD5 (dhe jo vetëm!!!)
29. Zhvillime • protokolle ZK (Bindja e dikujt që kemi njohuri për zgjidhjen e një problemi të vështirë, pa dhënë zgjidhjen e problemit.) • sisteme pagesash (Pagesa probabilistike) • sisteme votimi • Problemi kryesor mbetet transmetimi i çelësave (edhe në ambjente PKI)
30. Problemet • Edhe kriptosistemet më të sigurta sot (Infrastrukturat PKI) janë ndërtuar mbi sisteme dhe persona... të cilët nuk janë të pagabueshëm. • Kush firmos për firmëtarin? • A është Alisa vërtet Alisa?
31. Problemet • Përdorueshmëria e sistemeve është e nevojshme për të përdorur një kriptosistem • Përdorueshmëria e sistemeve është në përpjesëtim të zhdrejtë me sigurinë e sistemit kriptografik (shembuj dështimesh: Diginotar, RSA, Snowden)