🥇 Ugu wanaagsan fasalka: taariikhda heerka sirta AES

Ilaa Maajo 2020, iibka rasmiga ah ee WD My Book darawalada adag ee dibadda ah ee taageera sirta qalabka AES ee leh furaha 256-bit ayaa ka bilaabmay Ruushka. Xayiraadaha sharciga awgeed, markii hore aaladaha noocan oo kale ah waxaa laga iibsan karaa oo keliya dukaamada elektaroonigga ah ee onlineka ah ama suuqa "cawlan", laakiin hadda qof kastaa wuxuu heli karaa wadista la ilaaliyo oo leh dammaanad 3-sano ah oo iska leh Western Digital. Sharafta dhacdadan muhiimka ah, waxaan go'aansanay inaan safar gaaban ku sameyno taariikhda oo aan ogaano sida heerka sare ee encryption u soo baxay iyo sababta ay u wanaagsan tahay marka la barbar dhigo xalalka tartanka.

Muddo dheer, halbeegga rasmiga ah ee sirta asymmetric-ga ee dalka Mareykanka wuxuu ahaa DES (Heerka Encryption Standard), oo ay samaysay IBM oo lagu daray liiska Heerarka Habaynta Macluumaadka Federaalka 1977 (FIPS 46-3). Algorithm waxay ku salaysan tahay horumarka la helay intii lagu jiray koodhka mashruuca cilmi-baarista ee Lucifer. Markii Maajo 15, 1973, Xafiiska Heerarka Qaranka ee Mareykanka uu ku dhawaaqay tartan lagu abuurayo halbeeg sireed hay'adaha dowladda, shirkadda Mareykanka waxay gashay tartanka cryptographic nooca saddexaad ee Lucifer, kaas oo isticmaalay shabakad Feitel ah oo la cusboonaysiiyay. Oo ay la socdaan tartamayaasha kale, way ku guuldareysteen: hal mid ka mid ah algorithms-yada loo soo gudbiyay tartanka koowaad ma buuxin shuruudaha adag ee ay dejiyeen khubarada NBS.

Разумеется, в IBM не могли просто так смириться с поражением: когда 27 августа 1974 года конкурс был перезапущен, американская корпорация вновь подала заявку, представив улучшенную версию Lucifer. На сей раз у жюри не оказалось ровным счетом ни одной претензии: проведя грамотную работу над ошибками, IBM успешно устранила все недочеты, так что придраться оказалось не к чему. Одержав убедительную победу, Люцифер сменил имя на DES и уже 17 марта 1975 года был издан в Федеральном реестре.

Однако в ходе открытых симпозиумов, организованных в 1976 году с целью обсуждения нового криптографического стандарта, DES подвергся жесткой критике со стороны экспертного сообщества. Причиной этого стали изменения, внесенные в алгоритм специалистами АНБ: в частности, была уменьшена длина ключа до 56 бит (изначально Lucifer поддерживал работу с 64- и 128-битными ключами), а также изменена логика работы блоков перестановки. По мнению криптографов, «улучшения» не имели смысла и единственное, к чему стремилось Агентство национальной безопасности, внедряя модификации, — получить возможность беспрепятственно просматривать зашифрованные документы.

В связи с перечисленными обвинениями, при Сенате США была создана специальная комиссия, целью работы которой стала проверка обоснованности действий АНБ. В 1978 году по итогам расследования был опубликован доклад, в котором сообщалось следующее:

представители АНБ участвовали в доработке DES лишь косвенно, при этом их вклад касался только изменения работы блоков перестановки;
окончательная версия DES оказалась более устойчивой к взлому и криптографическому анализу, чем исходная, так что внесенные изменения были обоснованы;
Dhererka muhiimka ah ee 56 bits ayaa ka badan ku filan inta badan codsiyada, sababtoo ah jebinta ciferka noocan oo kale ah waxay u baahan doontaa supercomputer qiimihiisu yahay ugu yaraan dhowr tobanaan milyan oo doolar, iyo maadaama weeraryahannada caadiga ah iyo xitaa kuwa xirfadlayaasha ah aysan haysan kheyraadkaas. ma jirto wax laga walwalo.

Выводы комиссии частично подтвердились в 1990 году, когда израильские криптографы Эли Бихам и Ади Шамир, работая над концепцией дифференциального криптоанализа, провели большое исследование блочных алгоритмов, в числе которых оказался и DES. Ученые пришли к выводу, что новая модель перестановок оказалась намного более устойчивой к атакам, чем изначальная, а значит, АНБ действительно помогло ликвидировать несколько дыр в алгоритме.

Adi Shamir

Isla mar ahaantaana, xaddidaadda dhererka muhiimka ah waxay isu rogtay dhibaato, iyo mid aad u daran, taas oo si lagu kalsoonaan karo u caddeeyey 1998-kii ururka dadweynaha ee Electronic Frontier Foundation (EFF) oo qayb ka ah tijaabada DES Challenge II, oo lagu qabto hoos-tagga Shaybaadhka RSA. Supercomputer ayaa si gaar ah loogu dhisay DES, oo loo bixiyay EFF DES Cracker, kaas oo uu sameeyay John Gilmore, aasaasaha EFF iyo agaasimaha mashruuca DES Challenge, iyo Paul Kocher, aasaasaha Cilmi-baarista Cryptography.

Processor EFF DES Cracker

Разработанная ими система смогла успешно подобрать ключ к зашифрованному образцу методом простого перебора всего за 56 часов, то есть менее чем за трое суток. Для этого DES Cracker потребовалось проверить около четверти всех возможных комбинаций, а это значит, что даже при самом неблагоприятном стечении обстоятельств на взлом уйдет около 224 часов, то есть не более 10 суток. При этом стоимость суперкомпьютера, с учетом затраченных на его проектирование средств, составила всего 250 тысяч долларов. Нетрудно догадаться, что сегодня взломать подобный шифр еще проще и дешевле: мало того, что железо стало куда мощнее, так еще и благодаря развитию интернет-технологий хакеру вовсе не обязательно покупать или арендовать необходимое оборудование — вполне достаточно создать ботнет из зараженных вирусом ПК.

Данный эксперимент наглядно продемонстрировал, насколько DES морально устарел. А поскольку на тот момент алгоритм использовался в составе практически 50% решений в области шифрования данных (по оценке все той же EFF), вопрос о поиске альтернативы встал как никогда остро.

Caqabado cusub - tartan cusub

Справедливости ради стоит сказать, что поиски замены для Data Encryption Standard начались практически одновременно с подготовкой EFF DES Cracker: Национальный институт стандартов и технологий (NIST) США еще в 1997 году объявил о запуске конкурса алгоритмов шифрования, призванного выявить новый «золотой стандарт» криптобезопасности. И если в былые времена аналогичное мероприятие проводилось исключительно «для своих», то, памятуя о неудачном опыте 30-летней давности, в NIST решили сделать конкурс полностью открытым: в нем могли принять участие любая компания и любое частное лицо, независимо от места дислокации или гражданства.

Такой подход оправдал себя еще на этапе отбора претендентов: среди авторов, подавших заявку на участие в конкурсе Advanced Encryption Standard, оказались и всемирно известные криптологи (Росс Андерсон, Эли Бихам, Ларс Кнудсен), и небольшие IT-компании, специализирующиеся на кибербезопасности (Counterpane), и крупные корпорации (немецкая Deutsche Telekom), и образовательные учреждения (Лёвенский католический университет, Бельгия), а также стартапы и небольшие фирмы, о которых мало кто слышал за пределами их стран (например, Tecnologia Apropriada Internacional из Коста-Рики).

Интересно, что в этот раз в NIST утвердили всего два основных требования к алгоритмам-участникам:

xannibaadda xogta waa inay lahaataa cabbir go'an oo 128 bits ah;
Algorithm waa inuu taageeraa ugu yaraan saddex cabbir oo muhiim ah: 128, 192 iyo 256 bits.

Gaaritaanka natiijadan oo kale waxay ahayd mid fudud, laakiin, sida ay yiraahdaan, Ibliisku wuxuu ku jiraa faahfaahinta: waxaa jiray shuruudo badan oo dheeraad ah, wayna aad u adkeyd in la buuxiyo. Dhanka kale, iyada oo ku saleysan in dib-u-eegayaasha NIST ay doorteen tartamayaasha. Waa kuwan shuruudaha laga rabo in codsade guushu uu buuxiyo:

awood u leh inuu u adkeysto weerar kasta oo cryptanalytic ah oo loo yaqaan wakhtiga tartanka, oo ay ku jiraan weerarada iyada oo loo marayo kanaalada dhinac saddexaad;
Maqnaanshaha furayaasha sirta ah ee daciifka ah iyo kuwa u dhigma (oo u dhiganta waxay ka dhigan tahay furayaashaas, in kasta oo ay kala duwan yihiin midba midka kale, u horseedaya sifooyin isku mid ah);
Xawaaraha sirta ah waa mid deggan oo qiyaastii isku mid ah dhammaan goobaha hadda jira (laga bilaabo 8 ilaa 64-bit);
оптимизация под многопроцессорные системы, поддержка распараллеливания операций;
минимальные требования к объему оперативной памяти;
ma jiraan wax xaddidaad ah oo loo isticmaalo xaaladaha caadiga ah (sida aasaaska u ah dhisidda hawlaha xashiishka, PRNGs, iwm.);
Qaab dhismeedka algorithm waa inuu ahaadaa mid macquul ah oo sahlan in la fahmo.

Последний пункт может показаться странным, однако, если поразмыслить, он не лишен смысла, ведь хорошо структурированный алгоритм гораздо проще анализировать, к тому же в нем куда сложнее спрятать «закладку», с помощью которой разработчик мог бы получить неограниченный доступ к зашифрованным данным.

Прием заявок на конкурс Advanced Encryption Standard продлился полтора года. Всего в нем приняли участие 15 алгоритмов:

CAST-256, oo ay samaysay shirkadda Canadian Entrust Technologies oo ku salaysan CAST-128, oo ay abuurtay Carlisle Adams iyo Stafford Tavares;
Crypton, oo uu abuuray cryptologist Chae Hoon Lim oo ka socda shirkadda ilaalinta internetka ee Kuuriyada Koonfureed ee Nidaamka Future;
DEAL, концепт которого изначально предложил датский математик Ларс Кнудсен, а впоследствии его идеи развил Ричард Аутербридж, который и подал заявку на участие в конкурсе;
DFC, mashruuc wadajir ah oo ka socda Dugsiga Waxbarashada Paris, Xarunta Qaranka ee Cilmi-baarista Sayniska ee Faransiiska (CNRS) iyo shirkadda isgaarsiinta France Telecom;
E2, oo lagu horumariyo iyada oo ay hoos imanayso shirkadda isgaadhsiinta ee ugu weyn Japan, Nippon Telegraph iyo Telephone;
FROG, детище коста-риканской компании Tecnologia Apropriada Internacional;
HPC, oo uu ikhtiraacay cryptologist iyo xisaabyahan Richard Schreppel oo ka socda Jaamacadda Arizona;
LOKI97, созданный австралийскими криптографами Лоуренсом Брауном и Дженнифер Себерри;
Magenta, oo ay soo saareen Michael Jacobson iyo Klaus Huber ee shirkadda isgaarsiinta Jarmalka ee Deutsche Telekom AG;
MARS от компании IBM, в создании которого принимал участие Дон Копперсмит — один из авторов Lucifer;
RC6, oo ay qoreen Ron Rivest, Matt Robshaw iyo Ray Sydney gaar ahaan tartanka AES;
Rijndael, waxaa abuuray Vincent Raymen iyo Johan Damen oo ka tirsan Jaamacadda Katooliga ee Leuven;
SAFER+, oo ay samaysay shirkadda Californian Cylink oo ay weheliso Akadeemiyada Qaranka ee Sayniska ee Jamhuuriyadda Armenia;
Abeesada, oo uu abuuray Ross Anderson, Eli Beham iyo Lars Knudsen;
Twofish, разработанный исследовательской группой Брюса Шнайера на базе криптографического алгоритма Blowfish, предложенного Брюсом еще в 1993 году.

По итогам первого тура были определены 5 финалистов, среди которых оказались Serpent, Twofish, MARS, RC6 и Rijndael. Члены жюри нашли изъяны практически у каждого из перечисленных алгоритмов, кроме одного. Кто же оказался победителем? Немного продлим интригу и для начала рассмотрим основные достоинства и недостатки каждого из перечисленных решений.

MARS

В случае с «богом войны» эксперты отметили идентичность процедуры шифрования и дешифровки данных, однако этим его преимущества и ограничились. Алгоритм IBM вышел на удивление прожорливым, что делало его неподходящим для работы в условиях ограниченных ресурсов. Наблюдались проблемы и с распараллеливанием вычислений. Для эффективной работы MARS нуждался в аппаратной поддержке 32-битного умножения и вращения на переменное число бит, что опять же накладывало ограничения на перечень поддерживаемых платформ.

MARS waxay sidoo kale noqotay mid aad ugu nugul weerarrada waqtiga iyo awoodda, waxay dhibaato ka haysataa ballaarinta furaha duulimaadka, iyo kakanaanta xad dhaafka ah waxay adkeyneysaa in la falanqeeyo qaab dhismeedka waxayna abuurtay dhibaatooyin dheeraad ah marxaladda fulinta dhabta ah. Marka la soo koobo, marka la barbardhigo kuwa kale ee finalka soo baxay, MARS waxay u ekayd qof ka baxsan dhabta ah.

RC6

Алгоритм унаследовал часть преобразований от своего предшественника, RC5, тщательно исследованного ранее, что в сочетании с простой и наглядной структурой делало его полностью прозрачным для экспертов и исключало наличие «закладок». К тому же RC6 демонстрировал рекордные скорости обработки данных на 32-битных платформах, а процедуры шифрования и дешифровки были реализованы в нем абсолютно идентично.

Si kastaba ha ahaatee, algorithm waxay lahayd dhibaatooyin la mid ah kan MARS ee kor lagu soo sheegay: waxaa jiray u nuglaanshaha weerarrada kanaalka, ku tiirsanaanta waxqabadka taageerada hawlgallada 32-bit, iyo sidoo kale dhibaatooyinka xisaabinta barbar-dhigga, ballaarinta muhiimka ah, iyo dalabaadka agabyada qalabka . Marka la eego, sinaba uguma habboonayn doorka guusha.

Laba kalluun

Twofish оказался довольно шустрым и хорошо оптимизированным для работы на маломощных устройствах, отлично справлялся с расширением ключей и предполагал несколько вариантов реализации, что позволяло тонко адаптировать его под конкретные задачи. В то же время «две рыбки» оказались уязвимы к атакам по сторонним каналам (в частности, по времени и потребляемой мощности), не особо дружили с многопроцессорными системами и отличались чрезмерной сложностью, что, кстати, сказалось и на скорости расширения ключа.

Abeeso

Алгоритм имел простую и понятную структуру, что существенно упрощало его аудит, был не особо требователен к мощностям аппаратной платформы, имел поддержку расширения ключей «на лету» и сравнительно легко поддавался модификации, чем выгодно отличался от своих оппонентов. Несмотря на это, Serpent был в принципе самым медленным из финалистов, к тому же процедуры шифровки и дешифровки информации в нем кардинально отличались и требовали принципиально разных подходов к реализации.

Rijndael

Rijndael wuxuu u soo baxay inuu aad ugu dhow yahay fikradda: algorithm wuxuu si buuxda u buuxiyey shuruudaha NIST, inkastoo uusan ka hooseynin, iyo marka la eego wadarta sifooyinka, oo si muuqata uga sarreeya tartamayaasha. Reindal waxay lahayd laba daciifnimo oo keliya: u nuglaanshaha weerarrada isticmaalka tamarta ee habka ballaarinta muhiimka ah, taas oo ah xaalad aad u gaar ah, iyo dhibaatooyin gaar ah oo ku saabsan ballaarinta furaha duulimaadka (habkani wuxuu u shaqeeyay iyada oo aan la xaddidin laba tartame oo keliya - Serpent iyo Twofish) . Intaa waxaa dheer, sida ay khubaradu sheegeen, Reindal waxa uu lahaa xoogaa ka hooseeya xoogga cryptographic marka loo eego Serpent, Twofish iyo MARS, taas oo, si kastaba ha ahaatee, ay ka badan tahay magdhowga caabbinta inta badan noocyada weerarrada kanaalka ah iyo baaxad ballaaran. ee fursadaha fulinta.

WD My Book Drive-yada dibadda waxay taageeraan sirta qalabka AES-256

Waad ku mahadsan tahay isku-kalsoonaanta sare iyo waxqabadka, Heerka Sarreysa ee Encryption wuxuu si dhakhso ah u helay aqoonsi caalami ah, isagoo noqday mid ka mid ah algorithms-ka sirta ah ee ugu caansan adduunka oo lagu daray maktabado badan oo cryptographic (OpenSSL, GnuTLS, Linux's Crypto API, iwm.). AES hadda waxaa si weyn loogu isticmaalaa ganacsiga iyo codsiyada macaamiisha, waxaana lagu taageeraa qalabyo kala duwan. Gaar ahaan, sirta hardware AES-256 waxaa loo isticmaalaa Western Digital's My Book qoyska of drives dibadda si loo hubiyo ilaalinta xogta la kaydiyey. Aan si hoose u eegno qalabkan.

Khadka WD My Book ee kumbuyuutarrada adag ee desktop-ka waxaa ka mid ah lix nooc oo awoodoodu kala duwan yahay: 4, 6, 8, 10, 12 iyo 14 terabytes, taasoo kuu oggolaaneysa inaad doorato aaladda ku habboon baahiyahaaga. Sida caadiga ah, HDD-yada dibedda waxay isticmaalaan nidaamka faylka exFAT, kaas oo hubinaya in ay la socdaan nidaamyada hawlgalka ee kala duwan, oo ay ku jiraan Microsoft Windows 7, 8, 8.1 iyo 10, iyo sidoo kale Apple macOS version 10.13 (High Sierra) iyo ka sareeya. Isticmaalayaasha Linux OS waxay haystaan fursad ay ku rakibaan darawal adag iyagoo isticmaalaya darawalka exfat-nofuse.

Buugayga waxa uu ku xidhaa kombayutarkaga isaga oo isticmaalaya interface USB 3.0 ah oo xawaarihiisu sarreeyo, kaas oo gadaal u ah USB 2.0. Dhinaca kale, tani waxay kuu ogolaaneysaa inaad ku wareejiso faylasha xawaaraha ugu sarreeya, sababtoo ah USB SuperSpeed bandwidth waa 5 Gbps (taas oo ah 640 MB / s), taas oo ka badan ku filan. Isla mar ahaantaana, qaabka iswaafajinta gadaal waxay xaqiijisaa taageerada ku dhawaad qalab kasta oo la sii daayay 10kii sano ee la soo dhaafay.

Хотя My Book и не требует установки дополнительного программного обеспечения благодаря технологии автоматического определения и конфигурирования периферических устройств Plug and Play, мы все же рекомендуем воспользоваться фирменным программным пакетом WD Discovery, который поставляется в комплекте с каждым устройством.

В состав набора вошли следующие приложения:

WD Drive Utilities

Barnaamijku wuxuu kuu ogolaanayaa inaad hesho macluumaad cusub oo ku saabsan xaaladda darawalku hadda ku salaysan xogta SMART oo aad hubiso darawalka adag ee qaybaha xun. Intaa waxaa dheer, iyadoo la kaashanayo Utilities Drive, waxaad si dhakhso ah u baabi'in kartaa dhammaan xogta ku kaydsan buuggaaga: kiiskan, faylasha kaliya lama tirtiri doono, laakiin sidoo kale si buuxda ayaa loo qori karaa dhowr jeer, si aanay mar dambe suurtogal u noqon. si loo soo celiyo ka dib marka nidaamka la dhammeeyo.

Kaydinta WD

Adigoo isticmaalaya utility-gan, waxaad u habayn kartaa kaydinta si waafaqsan jadwal cayiman. Waxaa mudan in la sheego in WD Backup ay taageerto la shaqaynta Google Drive iyo Dropbox, iyada oo kuu oggolaanaysa inaad doorato meel kasta oo suurtagal ah isku darka goobta marka la abuurayo kayd. Markaa, waxaad dejisan kartaa wareejinta tooska ah ee buuggayga oo aad daruuraha u gudbin kartaa ama ka soo dejisan kartaa faylasha iyo faylalka lagama maarmaanka ah adeegyada liiska ku jira labadaba darawal adag oo dibadda ah iyo mashiinka maxalliga ah. Intaa waxaa dheer, waxaa suurtogal ah in lala jaanqaado akoonkaaga Facebook, kaas oo kuu ogolaanaya inaad si toos ah u abuurto nuqullo nuqul ah oo sawirro iyo fiidiyowyo ah profile kaaga.

Amniga WD

Iyada oo la kaashanayo utility this aad ku xaddidi karto gelitaanka darawalka sirta ah oo aad maamusho sirta xogta. Waxa kaliya ee loo baahan yahay waa in la caddeeyo erayga sirta ah (dhererkiisa ugu badan wuxuu gaari karaa 25 xaraf), ka dib dhammaan macluumaadka ku jira diskka waa la sifeynayaa, oo kaliya kuwa yaqaan lambarka sirta ah ayaa awood u leh inay galaan faylasha la keydiyay. Si loogu fududeeyo, Amniga WD wuxuu kuu oggolaanayaa inaad abuurto liis qalabyo la aamini karo oo, marka lagu xiro, si toos ah u furi doona Buugayga.

Waxaan ku nuuxnuuxsanaynaa in WD Security kaliya ay bixiso is-dhexgal muuqaal ah oo ku habboon maaraynta ilaalinta cryptographic, halka sirta xogta ay fuliyaan darawalka dibadda laftiisa heerka hardware. Habkani wuxuu bixiyaa dhowr faa'iidooyin oo muhiim ah, kuwaas oo kala ah:

за создание ключей шифрования отвечает аппаратный генератор случайных чисел, а не ГПСЧ, что помогает добиться высокой степени энтропии и повысить их криптографическую стойкость;
inta lagu guda jiro habka sirta iyo furista, furayaasha sirta ah laguma soo dejiyo RAM-ka kombiyuutarka, sidoo kale nuqullo ku meel gaar ah oo faylasha la farsameeyay lagu abuuray faylalka qarsoon ee nidaamka wadista, taas oo gacan ka geysaneysa yaraynta suurtagalnimada faragelintooda;
Xawaaraha faylalku kuma xidhna sinaba waxqabadka qalabka macmiilka;
после активации защиты шифрование файлов будет осуществляться автоматически, «на лету», не требуя дополнительных действий со стороны пользователя.

Все вышеперечисленное гарантирует безопасность данных и позволяет практически полностью исключить вероятность хищения конфиденциальной информации. С учетом дополнительных возможностей накопителя это делает My Book одним из лучших защищенных хранилищ среди доступных на российском рынке.

Source: www.habr.com

Fasalka ugu Fiican: Taariikhda AES Encryption Standard