Как противостоять хакерским атакам. Уроки экспертов по информационной безопасности

Большинство криптографических решений используют симметричные, асимметричные и хэширующие алгоритмы для достижения требуемой защиты. Во многих странах, в том числе и в США, существует особый орган по стандартизации, который анализирует и утверждает различные шифры для использования правительством. Официально одобренные шифры используются во всем мире. В США Национальный институт стандартов и технологий (www.nist.gov) совместно с Агентством национальной безопасности (www.nsa.gov) проводят публичные конкурсы, в которых криптографам по всему миру предлагается представить собственные шифры для анализа и отбора. Он проводится открыто, и зачастую даже проигравшие соглашаются с разработками победителя. К сожалению, Агентство национальной безопасности и Национальный институт стандартов и технологий (НИСТ) как минимум дважды были обвинены в преднамеренном ослаблении официальных стандартов (особенно с DES и Dual_EC_DRBG [алгоритм, основанный на эллиптических кривых]). Возникла некоторая напряженность, и многие теперь не доверяют тому, что НИСТ и АНБ считают надежной криптографией.

Применение криптографии

Криптография лежит в основе бо́льшей части цифрового мира в сети. Криптография защищает наши пароли и биометрические удостоверения и используется в цифровых сертификатах. Криптография применяется каждый раз, когда мы садимся за свой компьютер и подключаемся к защищенному веб-сайту через протокол HTTPS. Она нужна для проверки загруженного программного обеспечения, безопасности общения по электронной почте и сверки компьютеров. Шифрование используется для защиты жестких дисков и портативных носителей от несанкционированного доступа, предотвращения повреждения загрузочного сектора жесткого диска и защиты беспроводных сетей. Криптография применяется при разработке программ, скриптов и верстке документов. Она позволяет организовывать приватные соединения через публичный Интернет и стоит почти за всеми банковскими картами и транзакциями в мире. Надежная криптография – враг шпионов, тиранов и авторитарных режимов. Можно без преувеличения сказать, что без криптографии Интернет не был бы Интернетом и наши компьютеры никогда не были бы под нашим контролем.

Криптографические атаки

Существует множество криптографических атак. Мы рассмотрим некоторые из наиболее известных.

Математические атаки

Многие атаки основываются на слабостях алгоритмов. Без нее шифр может выдержать атаку грубой силы, равную количеству битов в ключе минус один. Таким образом, 128-битный шифр (2128), такой как SHA-1, должен выдержать в среднем 2127 попыток, прежде чем будет взломан. Злоумышленники нашли недостатки алгоритма SHA-1, существенно ослабив его стойкость примерно до 257 бит.

Хотя шифр 2127 считается стойким (по крайней мере на данный момент), 257 можно взломать уже сейчас или в ближайшем будущем, и хакеру не понадобятся для этого огромные вычислительные мощности.

Атака на основе доступной информации

Многие атаки успешны, потому что у хакеров есть подсказка (также известная как шпаргалка). Обычно она представлена в форме известного набора битов или байтов в зашифрованном тексте, содержимом незашифрованного текста или закрытом ключе. Подсказка уменьшает возможное количество битов в криптографическом ключе.

Атаки по сторонним каналам

Атаки по сторонним каналам часто подразумевают атаку на непредвиденные дефекты реализации, позволяющие выявить секретные ключи. Например, когда процессор компьютера изменяет звук работы или электромагнитное излучение при обработке 0 и 1. Таким образом, злоумышленник с очень чувствительным прослушивающим устройством может определить нули и единицы, когда компьютер обрабатывает закрытый ключ. Другой пример: злоумышленник может определить, какие клавиши клавиатуры вы нажимаете, записав звуки нажатия.

Небезопасные реализации

Подавляющее большинство успешных криптографических атак в реальном мире не связаны со взломом алгоритмов или криптографических ключей. Вместо этого злоумышленники ищут недостатки реализации, подобные ключу от входной двери под ковриком в реальной жизни. Даже самые сильные алгоритмы не спасут слабую реализацию.

Существует много других типов криптографических атак, хотя перечисленные выше наиболее распространены. Единственная защита от них – надежные, проверенные алгоритмы, безопасные реализации и невидимые или понятные только конечному пользователю интерфейсы. Все остальное неважно.

Глава 3 посвящена Брюсу Шнайеру, который считается отцом современной компьютерной криптографии. В главе 13 мы поговорим об одном из самых известных криптографов в мире, Мартине Хеллмане, а в главе 15 познакомимся с доктором Дороти Э. Деннинг, написавшей одну из первых книг по компьютерной криптографии.

13. Профиль: Мартин Хеллман