Защита от хакеров корпоративных сетей

В главе будет бегло рассмотрена история криптографии и изучены популярные криптографические алгоритмы, включая улучшенный стандарт шифрования AES, недавно принятый США для защиты важной информации на правительственном уровне. Будут рассмотрены причины широкого использования криптографии с открытым ключом и обмена ключами, а также вопросы их использования на практике. Будет показана теоретическая уязвимость практически всех криптографических алгоритмов к атаке «грубой силы» (атаки в лоб).

Попутно с рассмотрением возможностей криптографической защиты будет рассмотрено восстановление зашифрованных сообщений на примере взлома паролей и атак «злоумышленник посередине» (man-in-the-middle-type attacks). Также будут рассмотрены атаки, позволяющие разрушить систему защиты, основанную на плохой реализации криптостойких алгоритмов. В заключение будет показан способ легкого взлома устаревших криптографических алгоритмов.

Концепции криптографии

Что означает слово крипто ? Оно происходит от греческого слова «криптос» – скрытый. Поэтому целью криптографии является скрытие сути информации от посторонних лиц таким образом, чтобы с ней мог ознакомиться только тот, кому она предназначена. В терминах криптографии скрытие информации называется шифрованием, а ее чтение – расшифрованием, или дешифрованием. Словарь Merriam-Webster\'s Collegiate Dictionary определяет шифр как «метод преобразования текста для скрытия его значения». Информация, которая подлежит скрытию, называется открытым (незашифрованным) текстом (plaintext), а зашифрованные данные – зашифрованным текстом (ciphertext). Зашифрованное сообщение можно передавать, не опасаясь, что его сможет прочитать кто-либо, кроме получателя. А тот, кому оно предназначено, всегда сможет расшифровать его.

Историческая справка

Фред Кохен (Fred Cohen) предал гласности документально подтвержденные факты использования криптографии в Древнем Египте более 4000 лет тому назад. Юлий Цезарь (Julius Caesar) использовал свой собственный способ шифровки писем, который получил название шифра Цезаря. Идея шифра Цезаря заключалась в замене каждой буквы на третью букву далее по алфавиту. Например, S заменялась на букву V, а E – на H. По современным меркам шифр Цезаря слишком прост, но он хорошо служил Цезарю в его дни. Читателю, желающему углубить свои знания по истории криптографии, автор рекомендует посетить сайт www.all.net/books/ip/Chap2-1.html.

Подобный шифру Цезаря алгоритм ROT13 (алгоритм сдвига символов на 13 позиций английского алфавита – примитивный способ скрытия электронных посланий от посторонних глаз) используется в системах UNIX до сих пор. Он не годится для хранения секретов в тайне. Алгоритм ROT13 больше подходит для скрытия решений ребусов, шуточных посланий и потенциально оскорбительного текста. Если же подобный текст будет расшифрован, то ответственность за возможно нанесенную обиду ляжет не на отправителя, а на того, кто расшифровал его. Например, мистер G. может получить приведенное ниже сообщение, расшифровав которое он, возможно, оскорбится. Но в зашифрованном виде сообщение никого обидеть не может: V guvax Jvaqbjf fhpxf.

Алгоритм ROT13 очень прост, для того чтобы с ним можно было работать с карандашом в руке и листком бумаги. Достаточно написать алфавит в два ряда со смещением второго ряда на тринадцать букв относительно первого:

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLM

Типы криптосистем

В криптографии используется два типа криптосистем: симметричные и асимметричные. В симметричных криптосистемах используются более длинные ключи, причем один и тот же ключ используется как для зашифровки, так и для расшифровки текста. Такой ключ называется секретным ключом, и его следует хранить в тайне из-за того, что любой владелец секретного ключа может расшифровать данные, зашифрованные этим же ключом. Большинство симметричных криптосистем используются много лет и хорошо известны. Единственное, что действительно является тайной, – это используемый ключ. Практически все действительно полезные алгоритмы, применяемые на практике сегодня, полностью открыты обществу.

...