criptografia Formato preservação (13 min)

Neste segmento, quero falar sobre outra forma de criptografia, chamado formato

criptografia preservar. Esta é mais uma vez algo que surge na prática bastante

frequência, especialmente quando se trata de números de cartão de crédito de encriptação. E, assim,

vamos ver como ele funciona. Lembre-se que um número de cartão de crédito é típico 16

dígitos, divididos em quatro blocos de quatro dígitos cada. Você provavelmente já ouviu antes

que os primeiros seis dígitos são o que é chamado o número BIN, que representam o

ID emitente. Por exemplo, todos os cartões de crédito emitidos pela VISA sempre começam com o dígito

quatro; todos os cartões de crédito emitidos pela MasterCard início com dígitos 51 a 55, e

assim por diante e assim por diante. Os próximos nove dígitos são de fato o número da conta que é

específico para a, para o cliente em particular e do último dígito é uma soma de verificação

que é calculado a partir dos últimos quinze dígitos. Portanto, há cerca de 20.000 grande

números e por isso, se você fizer o cálculo acontece lá fora, são cerca de dois a 42

números de cartão de crédito possíveis, o que corresponde a cerca de 42 bits de

informação que você precisa para codificar se você quiser representar um número de cartão de crédito

compacta. Agora o problema é este. Suponha que nós queríamos para criptografar cartão de crédito

números, de modo que quando o utilizador swipes o número do cartão de crédito no ponto do

terminal de venda, principalmente no, você sabe, o dinheiro comerciantes registar. O dinheiro

registo, este é chamado o terminal de ponto de venda, vai em frente e criptografa o

número de cartão de crédito usando um pay-chave e está codificado toda a maneira até que ele vai

para o banco ou até mesmo além do que, talvez até todo o caminho quando se vai

para Visa. Agora, o problema é que estes números de cartão de crédito realmente passar através

muitos, muitos, muitos pontos de processamento. Todos eles esperar obter basicamente algo

que se parece com um número de cartão de crédito como um resultado. Então, se nós simplesmente queria criptografar

algo no ponto final, a um ponto final, e descodificar na outra extremidade

ponto, na verdade não é assim tão fácil, porque se tudo que fizemos foi criptografá-la utilizando AES,

, mesmo que apenas usou AES determinista. A saída do cartão de crédito encriptado

número seria 128 bloco bit. Dezasseis bytes que seria, que teria de ser

enviado a partir de um sistema para o outro, até que atinja o seu destino. Mas cada um dos

estes processadores, então, teria que ser mudado, porque eles estão todos esperando

obter números de cartão de crédito. E assim a questão é, podemos criptografar no dinheiro

registo, de modo que a criptografia resultante se parece com um cartão de crédito

número. E, como resultado, nenhum destes sistemas intermediários teria de ser

alterado. Apenas os pontos de extremidade teria de ser alterado. E ao fazê-lo seria

realmente obter end-to-end encryption sem ter que realmente mudar um monte de

software ao longo do caminho. Então a questão é, novamente, podemos ter esse mecanismo

chamado criptografia formato de preservação, onde a encriptação de um cartão de crédito próprio produz

algo que se parece com um cartão de crédito? Então é isso que eu Bolt-. O crédito criptografado

número do cartão deve se parecer com um número válido de cartão de crédito regular. Então este é o

objetivo de preservar o formato de criptografia. Mais abstratamente o que é que estamos tentando fazer,

é basicamente construir uma permutação pseudo-aleatório no ponto zero de S menos um

Para qualquer dado S. Assim, para o conjunto de números de cartão de crédito, S seria mais ou menos, você

saber, dois para o 42. Na verdade, ele vai ser, não exatamente dois para o 42. Vai

ser alguns números engraçadas que está em torno de dois a 42. E nosso objetivo é construir uma PRP

que funciona exactamente no intervalo, de zero a S menos um. E o que está dado como entrada

é, PRF. Digamos, algo como AES, que atua em blocos muito maiores, por exemplo, atua em

dezesseis blocos de bytes. Então, nós estamos tentando, de alguma forma, diminuir o domínio do

PRF para ajustá-la os dados que nos são dadas. E as perguntas é basicamente como

para fazer isso. Bem, uma vez que temos uma tal construção, podemos facilmente nos para

cartão encriptar números de crédito. O que faria é que a levaria a um crédito dado

número do cartão. Gostaríamos de codificá-lo de tal forma que agora ele é representado como um número entre

zero eo número total de números de cartão de crédito. Então, nós aplicamos a nossa PRP para que

seria criptografar este número de cartão de crédito, você sabe, usando o número dois da construção

o segmento de criptografia determinística. E então poderíamos mapear o número final de volta para

ser regular, para olhar como val, regular o número do cartão, de crédito válido e, em seguida, enviar

este ao longo do caminho. Então isso é como, isso é novamente criptografia expansão não. O

melhor que podemos fazer, como eu disse antes é criptografar usando um PRP, exceto novamente o

desafios técnicos que precisam de um PRP, que age sobre esse conjunto engraçado olhar especial

de zero a S-1 para esse valor pré determinado de S. Portanto, meu objetivo é mostrar-lhe como

para construir isso e uma vez vemos como fazê-lo, você também vai saber como criptografar

número de cartão de crédito de modo que o resultado em texto cifra é em si um cartão de crédito

número. Assim, as obras de construção em duas etapas. A primeira coisa que fazemos é diminuir

PRF nosso a partir do conjunto de 0,1 ao fim, digamos a zero um para o 128 e, no caso de

AES, duas 0,1 para o T, onde T é o mais próximo potência de dois para o valor S. Assim

palavra S é algum número louco em torno de dois a 41. T seria basicamente, em seguida, 42

porque essa é a potência mais próxima dos dois que está logo acima do valor de S. Assim, o

construção é basicamente vou usar o Ruby construção [inaudível]. O que usar

PRF F é primo. Que actua sobre os blocos de tamanho dois sobre dois. Então, imagine por exemplo

, no caso de cartão de crédito, t seria 42, porque dois dos 42 nós dissemos é o

próxima potência de dois que é maior do que, que, de s. S é o número de crédito,

número total de cartões de crédito. Então, vamos precisar de um PRF agora que atua em 21 byte

entradas. Portanto, uma forma de fazer isso é simplesmente tomar a cifra de bloco AES, tratá-lo como um

PRF em 128 entradas de bytes, e depois simplesmente truncar a saída para o mínimo

significativo de 21 bytes. Ok, então que nos foi dado um valor de byte 21. Gostaríamos de acrescentar

zeros a ele, para que cheguemos 128 bytes como resultado. Gostaríamos de aplicar AES para que e

então seria truncar volta para 21 bytes. Agora eu devo te dizer que isso é realmente

uma maneira simples de fazer isso, mas na verdade não é a melhor maneira de fazê-lo há

maneiras realmente melhores para truncar um PRF. Em n bits para ap, PRF em dois mais de dois bits.

Mas para os nossos fins, para efeitos deste segmento, o método de truncamento eu disse

é bom o suficiente. Então vamos usar esse método particular. Ok, então agora, nós temos

convertido nossa cifra de bloco AES em um PRF em dois mais de dois bits, digamos, em 21 bits. Mas

o que realmente queremos é uma PRP. E assim o que vamos fazer é que vamos ligar nossa nova PRF, F

privilegiada, diretamente na construção [inaudível]. Se você se lembra, este é

basicamente uma construção fiestal. Dizemos isso, quando falamos sobre DES. Somente

Luby-Rackoff usado três rodadas, e sabemos que este converte um PRF seguro em

uma PRP seguro em duas vezes o tamanho do bloco. Em outras palavras, começamos a partir de um PRF seguro

em 21 bits, e que nos dará e Luby-Rackoff nos dará uma PRF seguro em

42 bits, que é o que queríamos. Agora, devo dizer-lhe que os parâmetros de erro

na construção [inaudível] não são tão bons quanto poderiam ser. E, de fato, um

melhor coisa a fazer é usar sete rodadas de Fiestal. Em outras palavras, nós vamos fazer

este sete vezes cada vez que vamos usar uma chave diferente. Então você notar, aqui, estamos

usando apenas três teclas. Deveríamos estar usando deveríamos estar fazendo isso por sete vezes usando

sete chaves diferentes. E depois há um bom resultado, devido a [inaudível], que

mostra que a construção [inaudível], basicamente, tem como boa erro [inaudível]

termos como possível. Assim, os termos de erro no teorema de segurança vai ser basicamente dois

ao razoável T.. Portanto, agora temos uma permutação pseudo-aleatório que opera em estreita

potência de dois para o valor de S. Mas isso não é bom o suficiente. Nós realmente deseja obter um

pseudo-aleatório permutação no ponto zero de S menos um. Assim, dois passos nos levarão

para baixo de zero para o T, para o ponto zero real para o S menos um que nós somos

interessado polegadas E essa construção é, novamente, muito, muito bonito, então deixe-me mostrar

como ele funciona. Então, novamente, nós estamos dando esta PRP, que opera em uma potência de dois.

E nós queremos ir para baixo a um PRP, que opera em algo, um pouco menor.

Ok, então aqui está sobre as obras de construção. Basicamente, nós estamos dando entrada do X nos conjuntos

zero a S menos um que nós queremos. E o que vamos fazer é que vamos

reiterar o seguinte procedimento novamente e novamente. Então, primeiro de tudo, mapear X em

esta variável temporária Y. E agora estamos só vai criptografar a entrada X e colocar o

resultado em Y. Se Y está dentro do nosso conjunto de destino, paramos e mostramos Y. Se

novamente e novamente e novamente até que finalmente Y

cai em nosso conjunto de destino e que a saída desse valor. Assim, em uma imagem, deixe-me

explicar como isso funciona. Então, vamos começar de um ponto no nosso conjunto de destino. E agora, agora nós

aplicar o, E a função e nós pode ser mapeado para este ponto fora de nosso alvo

set, então nós não vamos parar. Então agora nós aplicamos a função E novamente, então poderíamos

ser mapeados para esse ponto e agora vamos aplicar a função E mais uma vez e agora tudo de uma

repente, mapear a este ponto, e então paramos, e que de saída do nosso. Ok, então

que? é como nós mapear pontos entre de zero a S menos um, para outros pontos do

zero a S menos um. Deve ser muito claro que esta é inversível. Para inverter,

tudo o que eu vou fazer é que eu só descriptografar e caminhada, de certa forma, na direção oposta. Assim

eu vou decifrar, e em seguida, descriptografar, e em seguida, descriptografar, até que finalmente, eu cai na

conjunto, de zero a S menos um. E isso me dá o inverso do ponto que eu queria

para. Portanto, este é, de fato, um PRP. A questão é se é uma PRP seguro, e

veremos que em apenas um minuto. Mas antes disso, deixe-me perguntar, quantas

iterações que você espera que vamos precisar? E eu quero lembrá-lo novamente, antes de

eu lhe fazer essa pergunta, que, de fato, S é menor que dois para o T. Mas é mais

do que dois para o T menos um. Assim, em particular, S é maior do que dois para o T

mais de dois. E a minha pergunta para vocês agora é quantas iterações que vamos precisar de

média. Até que esse processo converge. Portanto, a resposta é que nós vamos precisar de dois

iterações, então realmente apenas um pequeno número constante de iterações. E assim este

nos dará um mecanismo muito, muito eficiente, que vai nos mover para baixo de zero

um ao T para zero para o S-1. Agora, quando falamos de segurança, verifica-se

passo isso aqui é apertado. Em outras palavras, não há realmente nenhuma segurança adicional

custo para ir para baixo a partir de dois para o T para zero para S-1. E a razão que é verdade,

na verdade é novamente um teorema muito aguda para provar, mas eu, não vou fazê-lo aqui. Talvez

eu vou deixá-lo como um exercício para vocês para discutir. Que diz que se você me der

quaisquer dois conjuntos Y e X, em que Y está contido dentro de X, em seguida, aplicar a

transformação que acabamos de ver a uma permutação aleatória de X para X realmente

dá uma permutação aleatória de Y a Y. Então, isso significa que se começamos com uma verdadeira

permutação aleatória de X, você vai acabar com uma permutação verdadeiramente aleatória Y. E

desde, bem, a permutação estamos começando com é indistinguível

aleatória X, vamos acabar com uma permutação que é indistinguível

aleatória Y. Ok, então esta é uma construção muito apertado e como eu disse, o primeiro passo

realmente é, basicamente, a análise é a mesma que a análise de Lou Rockoff B.. Em

verdade, é melhor usar como eu disse, a análise Parthenon em sete rodadas. Assim

realmente aqui, há um pouco de custo em segurança. Mas, em geral, temos um

construção que é seguro para PRP efectivamente. Não tão boa segurança

parâmetros, mas, no entanto, este é um bom PRP seguro de que podemos construir a

realmente vai operar no intervalo de zero x menos um. Isto por sua vez vai permitir para

encriptar números de cartão de crédito, que o texto cifrado se parece com um cartão de crédito

número. E novamente, eu quero enfatizar que não há integridade aqui. O melhor

podemos conseguir aqui é apenas a segurança CPU determinística. No texto cifrado

, integridade e não aleatoriedade em tudo. Okay. Então isso conclui este módulo. E como

habitual quero apontar para um material de leitura de que você pode dar uma olhada se

você estiver interessado em aprender mais sobre tudo o que discutimos neste módulo.

Então, primeiro de tudo, a construção HKDF que falamos para a derivação de chave é

descrita em um artigo a partir de 2010 por Hugo Krawczyk. Criptografia determinístico, o

modo SIV que descrevemos é discutido neste artigo aqui. O modo que ENE

descrito que nos permite construir um, uma permutação [inaudível] pseudo-aleatório é

descrito neste artigo aqui por [inaudível]. Tweakable cifras de bloco que

realmente levou para o modo de operação XDS que é usado para criptografia de disco é

descrito neste artigo aqui. E, finalmente, um formato de criptografia reservando é descrito

neste último artigo que eu apontar para aqui. Ok então isso conclui este módulo.

E no próximo módulo vamos começar a olhar para como fazer troca de chaves.