Modes of operation: many time key (CBC) (16 min)

Acum că am înțeles securitatea unui text simplu ales, haideți să construim scheme de criptare

care reprezintă text simplu securizat. O primă astfel de schemă de criptare va fi denumită

înlănțuirea cifru bloc. Așadar uite cum funcționează înlănțuirea cifru bloc.

Înlănțuirea cifru bloc este o metodă de a folosi cifrul bloc pentru a obține un text simplu

securizat. În special, ne referim la un mod denumit înlănțuirea cifru bloc

cu un IV aleator. CBC înseamna înlănțuirea cifru bloc. Așadar să presupunem că avem un cifru bloc -

EB este un cifru bloc. Acum să definim CBC astfel încât să fie următoarea

schemă de criptare. Când i se cere algoritmului de criptare să cripteze

mesajul M, primul lucru pe care îl va face este să aleagă un iV aleator,

iar acesta este exact primul bloc a unui cifru bloc. Deci IV este un cifru bloc.

În cazul AES, IV ar fi de 16 biți. Iar atunci când

rulăm algoritmul, IV-ul pe care l-am ales va fi XOR

cu primul bloc al textului simplu. Rezultatul obținut va fi

criptat utilizând cifrul bloc și ceea ce se obține din primul bloc al textului cifrat.

Iar acum vine partea de înlănțuire unde vom folosi primul bloc

al textului cifrat pentru a crea un al doilea bloc de text. Astfel aplicăm XOR

celor două, iar criptarea lor devine al doilea cifru bloc.

Și tot așa în continuare. Acesta este înlănțuirea cifru bloc. Puteți vedea că

fiecare cifru bloc este înlănțuit și XOR-at în următorul text bloc

iar textul cifru final va fi esențial pentru IV - IV-ul inițial

pe care îl alegem împreună cu blocurile de text. Menționez că IV semnifica

Vector de Inițializare. Vom utiliza acest termen destul de mult.

De fiecare dată când va trebui să alegem ceva la întâmplare, la începutul

schemei de criptare vom denumi acel ceva IV, pentru vectorul de inițializare. Observați

ca cifrul text este mai lung decât textul simplu deoarece

acesta include si IV-ul cifrului text, care cuprinde randomizarea

utilizată pentru criptare. Prima întrebare este cum decriptăm

rezultatul criptării CBC. Să vă reamintesc că atunci când

criptăm primul bloc mesaj , XOR-ăm cu IV, criptăm

rezultatul și astfel obținem blocul cifru text. Să vă mai pun o întrebare

Cum decriptăm asta ? Pornind de la primul bloc cifru text cum recuperați

primul bloc original de text simplu ? Decriptarea este practic foarte asemănătoare criptării.

Am scris aici o schemă pentru decriptare, unde puteți vedea

că este același lucru, cu excepția faptului că XOR este în partea de jos, în loc să fie in partea de sus și

am taiat IV-ul, ca parte a procesului de decriptare. Astfel a rezultat

mesajul original. IV-ul a fost eliminat

prin algoritmul de decriptare. Următoarea teoremă vă va arăta

că de fapt modul de criptare CBC cu IV aleator este securizat semantic

împotriva unui atac cu text simplu. Să vă explic mai pe larg.

Dacă pornim cu PRP, cifrul bloc E, care este definit

ca parte din spațiul X, vom avea algoritmul Ecbc care preia mesajul

cu lungimea L și rezulta cifrul text cu lungimea L+1. Apoi

presupunem că avem un adversar care testeaza q texte simple. Astfel putem face afirmația

că pentru orice adversar de acest tip care atacă Ecbc

există un adversar care atacă PRP, cifrul bloc cu relația

între cei doi algoritmi. Cu alte cuvinte, avantajul algoritmului A

contra schemei de criptare este mai mic decât avantajul algoritmului B

contra PRP-ului original, la care se adaugă reziduuri.