q q 情報セキュリティ 第3回:2005年4月22日(金) q q 本日学ぶこと 暗号系(暗号システム,Cryptosystem)の基本 q q q q 暗号・復号・解読 エンコード 単一換字暗号 情報が増えれば解読しやすくなる実例 使い捨てパッド ⇒次回(5月6日) 「排他的論理和」と「乱数」を用いたシンプルな(ただし 非実用的な)暗号アルゴリズム 2 暗号系と暗号アルゴリズム 暗号系とは q メッセージを暗号化して送り復号して元の平文が得られるまで の一連の流れ(システム) 暗号アルゴリズムとは q 暗号化や復号の具体的な方法(アルゴリズム) 3 暗号化と復号の数式表現 対称暗号(共通鍵暗号)の場合 q q C = e(K, M) M = d(K, C) = d(K, e(K, M)) 公開鍵暗号の場合 q q 暗号化 復号 暗号化 復号 C = e(Kpub, M) M = d(Kpri, C) = d(Kpri, e(Kpub, M)) 復号したのち暗号化したら? q M = e(K, d(K, M)) や M = e(Kpub, d(Kpri, M)) は 一般には成立しない. しかしRSAをはじめ,多くのシンプルな暗号アルゴリズムで 成立する. 4 暗号解読の分類 目標は? q q 暗号文に対応する平文を獲得すること 暗号化に使われている鍵を獲得すること 解読方法は? q q q 暗号文のみ(ciphertext-only attack) 既知平文攻撃(known-plaintext attack) 選択平文攻撃(chosen-plaintext attack) 5 安全性は? 無条件に安全:暗号文(や平文)の量,解読のための計算時 間に関わらず,原理的に暗号文から平文を1通りに決定でき ないこと q 使い捨てパッドが該当する. 計算量的に安全:現実的に利用可能な資源と最良の解読ア ルゴリズムを用いても,妥当な時間内に解読できないこと q 現代暗号(DES,AES,RSAなど)はこの意味での安全性を目 標に設計された. 6 エンコードとは メッセージを,暗号化できる形に変換すること q よく用いられるエンコードの種類 q q q 復号,解読された情報を読める形にするのは「デコード」 古典暗号:平文を英小文字,暗号文を英大文字で構成し, 数字や記号は用いない DES,AESなど:ビット列 RSAなど:非負整数値 エンコードの例 q q 私⇒watashi⇒01110111 01100001 01110100 01100001 01110011 01101000 01101001 00001010 私⇒11100111 10100111 10000001 7 歴史上の暗号 シーザー暗号 単一換字暗号 q いずれも,sedコマンドで簡単に試せる 8 単一換字暗号の応用例 顔を覚える 未知語を理解する 一つの「情報」だけで物事を判断しない q q 同種の情報を集め,比較して判断する 自分だけで解決しようとせず,専門家や既存のツールを 活用する 9
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