İçeriğe atla

Farksal kriptoanaliz

Farksal kriptoanaliz, blok şifreleme üzerine uygulanan kriptoanalizin genel formudur.[1] Ama bu özet fonksiyonları ve metin şifreleme üzerine de uygulanabilir. En genel anlamda, giriş değerlerinin (açık metin) çıkışı (şifreli metin) nasıl etkilediği üzerine yapılan bir çalışmadır. Blok şifreleme açısından düşündüğümüzde ise; ağ üzerindeki dönüşümleri izlemek için kullanılan bir dizi teknik diyebiliriz. Yani; şifreli metnin nerede rastgele olmayan davranış sergilediğini anlamak ve gizli anahtarı elde ederek sömürmek için kullanılır.

Farksal kriptoanaliz genellikle bir açık metin atağı olarak bilinir. Saldırgan bunu gerçekleştirmek için, bazı şifreli metinleri ve bunlara karşılık gelen açık metinleri elde etmek zorundadır. Ancak bu sanıldığı kadar da kolay değildir, şöyle ki; DES algoritması üzerine bu saldırı yapılmak istenirse, başarılı bir sonuç elde edebilmek için 2^47 adet seçili açık metin olması gerekir.[1] Ancak bazı yöntemler vardır bunu aşabilmek için. Genel yöntem; iki tane açık metin ki bunlar aralarında sabit farka bakılır, sabit fark çeşitli anlamda yorumlanabilir ama bu noktada XOR işlemi olarak anlamalıyız ve bunlar sabit modelli dağılımların şifreli metinler üzerindeki etkisini tespit etmeyi umarak yapılır. Açık ve şifreli metinlerin statik modelli dağılımları DES'de kullanılan S kutularının doğasında vardır. Basit bir formül ile göstercek olursak, Saldırgan her S kutusu için şu denklemi analiz etmelidir:
  • (ΔX, ΔY), ΔY = S(X ⊕ ΔX) ⊕ S(X) (⊕ işareti XOR'u ifade etmektedir).

Temel ataklarda özel olarak seçilmiş şifreli metin farkının daha sık olduğu anlaşılır ve şifre rastgelelikten kolayca ayırt edilebilir. Farksal kriptoanalizde, anahtarı elde etmenin temel ve daha çok kullanılan yöntemi ise; saldırgan çok fazla sayıda şifreli metine karşılık gelen açık metin elde eder;

r: Toplam tur sayısı
En az r-1 tur için bu farksal analizi gerçekleştirir. Son tur olan final turunda ise, hangi anahtarların hangi blok çevrimi için daha uygun olduğuna karar verir. Eğer kullanılan çevrim anahtarları daha kısa ise, hangi anahtarın hangi şifreli metine denk geldiğini anlaması ve başarıya ulaşması daha kolay olur.
Sonuç olarak; başarıya ulaşmak için, seçilecek olan açık metinler arasındaki farklar dikkat gerektirir. Şifreleme adımlarının farksal karakteristiği yüksek olasılıkla izlenebilir olmalıdır.

Farksal kriptoanaliz çok bilinen bir yöntem olduğundan dolayı, algoritma tasarımcıları tarafından endişe verici bir durum haline gelmiştir. Bu bilgileri ve atakları göz önünde bulundurarak yeni tasarımlar geliştirmiştir. Örnek olarak ise AES verilebilir.[1] AES farksal analiz ve doğrusal atağa karşı dayanıklı olarak tasarlanmıştır.

Kaynakça

  1. ^ a b c "Kriptografi ve Bilgisayar Güvenliği Ders Notları" (PDF). Dr. İ. Soğukpınar. Gebze Teknik Üniversitesi. 12 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Ocak 2021. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kriptografi</span>

Kriptografi, kriptoloji ya da şifreleme, okunabilir durumdaki bir verinin içerdiği bilginin istenmeyen taraflarca anlaşılamayacak bir hale dönüştürülmesinde kullanılan yöntemlerin tümüdür. Kriptografi bir matematiksel yöntemler bütünüdür ve önemli bilgilerin güvenliği için gerekli gizlilik, aslıyla aynılık, kimlik denetimi ve asılsız reddi önleme gibi şartları sağlamak amaçlıdır. Bu yöntemler, bir bilginin iletimi esnasında ve saklanma süresinde karşılaşılabilecek aktif saldırı ya da pasif algılamalardan bilgiyi –dolayısıyla bilginin göndericisi, alıcısı, taşıyıcısı, konu edindiği kişiler ve başka her türlü taraf olabilecek kişilerin çıkarlarını da– koruma amacı güderler.

<span class="mw-page-title-main">AES</span> Şifreleme standartı

AES, elektronik verinin şifrelenmesi için sunulan bir standarttır. Amerikan hükûmeti tarafından kabul edilen AES, uluslararası alanda da defacto şifreleme (kripto) standardı olarak kullanılmaktadır. DES'in yerini almıştır. AES ile tanımlanan şifreleme algoritması, hem şifreleme hem de şifreli metni çözmede kullanılan anahtarların birbiriyle ilişkili olduğu, simetrik-anahtarlı bir algoritmadır. AES için şifreleme ve şifre çözme anahtarları aynıdır.

<span class="mw-page-title-main">DES</span>

Açılımı Data Encryption Standart olan simetrik şifreleme algoritmasıdır. 1997'de resmi bilgi şifreleme standardı olarak kabul edilirken, 2000'de yerini AES'e bırakmıştır.

Anlamsal güvenlik bir açık anahtarlı şifreleme sistemindeki güvenliği tanımlamak için sık kullanılan bir ifadedir. Bir şifreleme sisteminin anlamsal olarak güvenli olması için, hesaplama yetenekleri sınırlı olan bir saldırganın, elinde sadece şifreli metin ve buna karşılık gelen açık anahtar bulunduğunda, gizli metin hakkında önemli bilgi çıkartabilmesinin uygulanabilir olmaması gerekir. Anlamsal güvenlik sadece "edilgin" saldırgan durumunu inceler, örn. bir kişinin açık anahtarı kullanarak sadece seçtiği açık metinlere karşılık gelen şifreli metinleri incelediği durum. Diğer güvenlik tanımlamaları gibi, anlamsal güvenlik, saldırganın seçtiği bazı şifreli metinlerin açık hallerini elde edebildiği seçilen şifreli metin saldırısı durumunu göz önünde bulundurmaz ve birçok anlamsal güvenlik şifreleme şemalarının seçilen şifreli metin saldırısına karşı güvensizliği gösterilebilir. Sonuç olarak anlamsal güvenlik genel bir şifreleme şemasının güvenliğini tanımlamak için yetersiz sayılır.

Kriptografide çalışma kipleri, bir blok şifrenin tek bir anahtar altında güvenli bir şekilde tekrarlı kullanımına olanak veren yöntemlerdir. Değişken uzunluktaki mesajları işlemek için veriler ayrı parçalara bölünmelidir. Son parça şifrenin blok uzunluğuna uyacak şekilde uygun bir tamamlama şeması ile uzatılmalıdır. Bir çalışma kipi bu bloklardan her birini şifreleme şeklini tanımlar ve genellikle bunu yapmak için ilklendirme vektörü (IV) olarak adlandırılan rastgele oluşturulmuş fazladan bir değer kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Dizi şifresi</span> simetrik anahtar şifreleme metodu

Kriptografide, bir kesintisiz şifreleme, dizi şifresi veya akış şifresi bir simetrik anahtardır. Düz metin bitlerinin bir exclusive-or (XOR) işlemi kullanılarak bir sözde rastgele şifre bit akışı ile birleştirildiği şifrelemedir. Bir akış şifresinde düz metin sayısal basamakları her seferinde bir tane şifrelenir ve ardışık basamakların dönüşümü şifreleme durumu sırasında değişir. Her bir basamağın şifrelenmesi mevcut duruma bağlı olduğundan alternatif bir isim durum şifresidir. Pratikte, basamaklar tipik olarak tek bitler veya baytlardır.

Kriptografide blok şifreleme, blok olarak adlandırılmış sabit uzunluktaki bit grupları üzerine simetrik anahtar ile belirlenmiş bir deterministik algoritmanın uygulanmasıdır. Blok şifreleme birçok kriptografik protokol tasarımının önemli temel bileşenlerindendir ve büyük boyutlu verilerin şifrelemesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Kriptanaliz</span>

Kriptanaliz şifrelenmiş metinlerin çözümünü araştıran kriptoloji dalıdır. Kriptanaliz, bilinmeyen anahtarları bulmak için kullanılır.

Kasumi, UMTS, GSM, GPRS gibi mobil sistemde kullanılan bir blok şifrelemedir. Bir telefon konsorsyumu ve mobil dünyaya yön veren bir grup projesi olan 3GPP için tasarlanmıştır. KASUMI adını orijinal Japoncadaki pus anlamına gelen kelimeden alır. UMTS yani 3G sistemlerde bütünlük ve gizlilik için kullanılır. GSM'de A5/3 anahtar dizisi oluşturmak için, GRPS’de ise GEA3 anahtar dizisi oluşturmak için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Üçlü DES</span>

Üçlü DES , 1978 yılında IBM tarafından geliştirilmiş olan bir şifreleme algoritmasıdır. Kaba Kuvvet(Brute Force) saldırılarına karşı koymakta zorlanan DES(Data Encryption Standart, Veri Şifreleme Standardı) algoritmasının üzerine geliştirilmiştir. Öncelikle DES algoritmasının en zayıf noktası olan S-Kutuların(S-Boxes) açıkları giderildi. Ardından bu algoritma art arda üç defa işleme konarak, 3DES algoritması oluşturuldu.

Kriptografide anahtar beyazlatma, yinelenen bir blok şifrenin güvenliğini arttırmaya yönelik bir tekniktir. Verileri anahtarın parçalarıyla birleştiren adımlardan oluşur.

<span class="mw-page-title-main">SP ağı</span>

Kriptografide, SP-network ya da koyma-değiştirme ağı(SPN), AES (Rijndael), 3-Way, Kuznyechik, PRESENT, SAFER, SHARK ve Square gibi gibi blok şifreleme algoritmalarında kullanılan bir dizi bağlantılı matematiksel işlemdir.

Seçilmiş açık metin saldırısı, saldırganın keyfi açık metinler için şifrelerin elde edilebileceğini varsayan kriptanaliz için bir saldırı modelidir. Saldırının amacı, şifreleme şemasının güvenliğini azaltan bilgiyi elde etmektir.

<span class="mw-page-title-main">Anahtar çizelgesi</span>

Kriptografide ürün şifreleri, verilerin (de)şifrelenmesinin genelde çevrimlerin iterasyonu ile yapıldığı belirli türdeki şifrelemelerdir. Çevrim sabiti olarak adlandırılan çevrime özgü sabit değerler ve çevrim anahtarı olarak adlandırılan şifre anahtarından türetilmiş çevrime özgü veriler haricinde her bir çevrim için kurgu genellikle aynıdır. Anahtar çizelgesi, tüm çevrim anahtarlarını anahtardan hesaplayan bir algoritmadır.

Kriptografide, yalnız şifreli metin saldırısı veya bilinen şifreli metin saldırısı, kriptanaliz için bir saldırı modelidir ve saldırganın yalnızca bir dizi şifreli metin kümesine erişebileceği varsayılır. Saldırganın şifrelenmeden önce açık metne erişimini sağlayan bir kanalı yoksa, pratikte tüm şifreli metin saldırılarında, saldırganın açık metin hakkında sadece az bir bilgisi vardır. Örneğin, saldırgan açık metnin yazıldığı dili veya açık metindeki karakterlerin beklenen istatistiksel dağılımını biliyor olabilir. Standart protokol verileri ve mesajlar, yaygın olarak kullanılan birçok sistemdeki açık metnin bir parçasıdır ve genellikle bu sistemler üzerindeki şifreli metinlere yönelik bir saldırının parçası olarak tahmin edilebilir veya verimli biçimde bilinebilir.

<span class="mw-page-title-main">Simon (şifreleme)</span>

Simon, Haziran 2013'te Ulusal Güvenlik Ajansı (NSA) tarafından halka açık bir şekilde yayınlanmış bir hafif blok şifreleme ailesidir. Simon, donanım uygulamaları için optimize edilmişken, kardeş algoritması Speck, yazılım uygulamaları için optimize edilmiştir.

Kriptografide, biçim korumalı şifreleme, çıktı ve giriş aynı formatta olacak şekilde şifreleme anlamına gelir. "Biçim" in anlamı değişir. Biçimin anlamı için tipik olarak sadece sonlu alanlar tartışılır, örneğin:

Kriptografide, ilklendirme vektörü kısaca İV ya da ilklendirme değişkeni, tipik olarak rastgele veya sözde rassal olması gereken bir şifreleme temelinin sabit boyuta sahip olan girdisidir. Bu rastgelelik, şifreleme işlemlerinde anlamsal güvenliği sağlamak için çok önemlidir. Anlamsal güvenlik tek bir şifreleme yönteminin aynı anahtar ile tekrar tekrar kullanılmasının şifrelenmiş mesajın bölümleri arasındaki ilişkileri çıkarmasına izin vermediği bir özelliktir. Blok şifreleri için, İV kullanımı çalışma kipleri ile açıklanmaktadır. Ayrıca, evrensel hash fonksiyonları ve buna dayanan mesaj kimlik doğrulama kodları gibi diğer temel öğeler için de rastgeleleştirme gereklidir.

LEA, Hafif şifreleme algoritması(lea olarak da bilinir), 2013 yılında Güney Kore tarafından büyük veri ve bulut bilişim gibi yüksek hızlı ortamlarda ve ayrıca IoT cihazları ve mobil cihazlar gibi hafif ortamlarda gizlilik sağlamak için geliştirilen 128 bitlik bir blok şifrelemedir. LEA'nın 3 farklı anahtar uzunluğu vardır. 128,192 ve 256 bit. LEA, verileri çeşitli yazılım ortamlarında en yaygın olarak kullanılan blok şifresi olan AES'ten yaklaşık 1,5 ila 2 kat daha hızlı şifreler.

<span class="mw-page-title-main">Şifreli metin</span> şifrelenmiş bilgi

Kriptografide, şifreli metin, şifreleme adı verilen bir algoritma kullanılarak düz metin üzerinde gerçekleştirilen şifreleme işleminin sonucunda elde edilen çıktıdır. Şifreli metin, aynı zamanda şifrelenmiş veya kodlanmış bilgi olarak da bilinir çünkü orijinal düz metnin, şifresini çözmek için uygun şifre olmadan bir insan veya bilgisayar tarafından okunamayan bir biçimini içerir. Bu işlem, hassas bilgilerin bilgisayar korsanlığı yoluyla kaybolmasını önler. Şifrelemenin tersi olan Şifre çözme, şifreli metni okunabilir düz metne dönüştürme işlemidir. Şifreli metin, kod metni ile karıştırılmamalıdır çünkü ikincisi bir şifrenin değil bir kodun sonucudur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.