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Segurança Informática > 2 – Criptografia > Flashcards

2 – Criptografia Flashcards

1
Q

O que é a criptanálise?

A

Arte ou ciência de violar informação criptografada ou sistemas criptográficos

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2
Q

Quais são os objetivos da criptanálise?

A

Obter texto original
Obter chave de cifra
Obter algoritmo de cifra

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3
Q

Indica 5 técnicas/ataques de criptanálise.

A

– Ataques usando apenas o criptograma (ciphertext-only attacks)
– Ataques com conhecimento de parte do texto original (known-plaintext attacks) + criptograma
– Ataques com texto original escolhido (chosen-plaintext attacks)
– Ataques com criptogramas escolhidos (chosen-ciphertext attacks)
– Ataques de aniversário (birthday attacks)

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4
Q

Quais são os dois tipos de cifra?

A

Cifras de transposição e de substituição

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5
Q

Em que consistem as cifras de transposição?

A

Baralham os caracteres do texto original.

Ex:
– Permutações fixas em blocos com um número constante de caracteres
• Permutação 45231
• Criptograma: raifc
• Texto original ?
– Blocos verticais de dimensão fixa
• Blocos verticais de 5 caracteres:
eaeo... 
loms 
esqo 
saun 
nbeh
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6
Q

Em que consistem as cifras de substituição?

A

Substituem os caracteres do alfabeto usado no texto original por caracteres de um alfabeto de substituição

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7
Q

Quais são os dois tipo de cifras de substituição?

A

Monoalfabéticas e Polialfabéticas

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8
Q

Em que consistem as cifras de substituição monoalfabéticas?

A

– Usam apenas um alfabeto de substituição
– Um carácter do alfabeto original é substituído sempre pelo mesmo carácter

– Criptanálise
• Força bruta
• Ataques com texto original escolhido
• Padrões estatísticos dos caracteres usados no texto original

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9
Q

Em que consistem as cifras de substituição polialfabéticas?

A
  • Aplicação sucessiva e cíclica de várias cifras monoalfabéticas
  • Cifra de Vigenère
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10
Q

Em que consiste a cifra Vigenére?

A

– Chave: conjunto de caracteres

– Mecanismo:
· Repete-se a chave em sequência até que a chave seja do tamanho do texto a ser cifrado
· Para cada letra, é feita uma substituição:
• B+C =D (A=0,B=1,C=2,….)
· Se a chave tem uma letra apenas, temos uma cifra monoalfabética

– Exemplo:
Chave poemapoemapoe
Texto em claro elesnaosabemq
Texto cifrado tzienpcwmbtau

– Criptanálise
· Determinar a dimensão da chave -> criptanálise de N cifras
monoalfabéticas
· Técnicas estatísticas para determinar N: teste de Kasiski e índice de coincidência

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11
Q

O que é uma cifra perfeita?

A

Uma cifra diz-se perfeita quando, dado um criptograma c, a probabilidade de ele corresponder a um dado texto original m e de ter sido gerado com uma dada chave k é igual à probabilidade de ocorrência do texto m.

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12
Q

Quais são as dificuldades associadas às cifras perfeitas?

A
  • Para cada texto tem de ser usada uma chave diferente
  • O comprimento das chaves tem de ser igual ou superior ao dos textos
  • As chaves não são memorizáveis
  • Pré-distribuição de chaves de grande dimensão
  • Não faz sentido usar para cifrar dados armazenados
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13
Q

O que é na prática uma cifra segura?

A

Uma cifra diz-se segura se cumprir o objectivo para que é usada

  • As vulnerabilidades da cifra, mesmo quando usada de forma correcta, não permitem a sua criptanálise em tempo útil e admitindo um investimento tendo em conta a relação custo-benefício
  • A cifra é usada de forma correcta, sem aumentar as suas vulnerabilidades intrínsecas
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14
Q

Quais são os 5 critérios para avaliar a qualidade das cifras?

A
  1. Quantidade de secretismo oferecida
    – Tempo mínimo de segurança do criptograma
    – Confusão e difusão
  2. Dimensão das chaves
    – Cifra de Vernam – gestão de chaves :(
  3. Simplicidade de realização e uso
  4. Propagação de erros
  5. Dimensão do criptograma
    – O tamanho do texto cifrado não deve ser maior que o do texto em claro – custo de armazenamento ou transmissão
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15
Q

Quais são os dois conceitos associados a cifras com boas quantidades de secretismo?

A

Confusão e Difusão

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16
Q

Em que consiste a confusão associada ao secretismo de cifras?

A

• Relação entre texto em claro, chave e criptograma deve ser o mais complexa possível
• É difícil descobrir parte do texto em claro mesmo conhecendo outras
• É difícil descobrir parte ou toda a chave usada para produzir um
criptograma

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17
Q

Em que consiste a difusão associada ao secretismo de cifras?

A
  • Cada bit de informação do texto original deve influenciar vários bits do criptograma
  • Pequena alteração no texto original implica grandes alterações no criptograma
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18
Q

Indica três boas práticas associadas à criptografia.

A

– Criptanalista conhece o algoritmo de cifra e as suas fragilidades
• Segurança baseia-se no desconhecimento da chave
• Tem de ser baseado em matemática sólida
• Tem de ter sido analisado por vários especialistas
• Tem de ter passado no teste do tempo
– Criptanalista pode capturar todos os criptogramas
– Criptanalista conhece partes do texto original

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19
Q

Existem 3 tipos de cifras atualmente. Quais são?

A

Simétricas, assimétricas e hibridas.

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20
Q

Quais são os dois modos de operação nas cifras modernas?

A

A cifra por blocos e a cifra continua

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21
Q

Qual é o tipo de cifra mais rápido? Simétrica ou assimétrica?

A

Simétrica

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22
Q

As cifras simétricas são por blocos ou continuas?

A

Por blocos

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23
Q

Quais são os 4 tipos de cifras simétricas que abordámos?

A

Data Encryption Standard (DES)
Triple-DES
International Data Encryption Algorithm (IDEA)
Advanced Encryption Standard (AES)

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24
Q

Quais são os dois tipos de ataques a cifras simétricas e em que consistem?

A

– Criptanálise
· Algoritmo
• Deduzir texto em claro específico
• Deduzir a chave
· Conhecimento de características do texto em claro
· Exemplos de pares texto em claro/criptograma
· Se a chave for comprometida
• Compromete mensagens passadas e futuras cifradas com a chave

– Ataques de força bruta
· Tenta todas as chaves
· Em média, tem de tentar metade das chaves

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25
Q

Quais são os problemas do DES?

A

 Chaves pequenas (56 bits)
 Alguns passos do algoritmo não se sabe o porquê de existirem
 Muitos algoritmos para “quebrá-lo” já foram desenvolvidos
 Em 1998 foi apresentado um sistema que quebrava o DES em quatro dias
 Ficou claro que ele já não era uma solução de segurança viável

26
Q

O que é o Triple DES?

A

Usa DES 3 vezes com 2 ou 3 chaves

Requer O(2^2n) cifras e O(2^n) de memória com chaves de 56 bits
Ataque muito difícil
27
Q

Qual dos algoritmos é mais robusto? DES ou IDEA?

A

IDEA

28
Q

O IDEA usa chaves de que tamanho?

A

Utiliza chaves de 128 bits, o que significa que:

 ataque força bruta requer 10^38 cifrações
 com chip de 10^9 cifr/seg, requer 10^13 anos

29
Q

Qual é o problema do IDEA?

A

Nunca foi normalizado

30
Q

Como funciona o AES?

A

 Recebe como entrada blocos de 128 bits de texto em claro
 As chaves podem ter 128, 192, 256 bits (quanto maior, mais seguro)
 Produz blocos de 128 bits de texto cifrado
 Funciona iterativamente
• Cada bloco é dividido em 4 grupos de 4 bytes
• Um bloco inteiro é modificado em cada iteração (no DES é só metade)
 Rápida e eficiente em CPUs pequenos e grandes

31
Q

Em que consiste a cifra por blocos?

A

 Processa o texto em claro por blocos, um bloco em cada iteração
 Produz um bloco por cada bloco de entrada
 Pode reusar chaves

32
Q

Em que consiste a cifra continua?

A

 Processa o texto em claro de forma contínua  Normalmente mais rápidas

33
Q

Quais são os dois modos de cifra por blocos?

A

 ECB - Electronic CodeBook

 CBC - Cypher Block Chaining

34
Q

Em que consiste o ECB?

A

 Cifra por blocos independentes

 Fraquezas
• Reprodução de padrões de texto original – dois blocos iguais produzem o mesmo criptograma
• Vulnerável a ataques de reordenação ou replay

35
Q

Em que consiste o CBC?

A

 O texto em claro é “XOR” com o texto cifrado do bloco anterior antes de ser cifrado
 Reduz risco de replicação de padrões
 Initialization Vector (IV): usado no 1o bloco (necessário para decifrar -> ver API
do Java)
 Padding: bits para compor blocos inteiros do tamanho requerido pelo algoritmo

36
Q

O que significa XOR?

A

Exclusive OR

37
Q

Como se processa a operação das cifras continuas?

A

 Geração de chaves em tempo real por uma black box
 Chaves usadas apenas uma vez
 Distribuição?
• A chave contínua é gerada em simultâneo em ambos os pontos – sincronização
• Black boxes são parametrizadas por uma master key
 Cifra/decifra
• Processa um bit/byte de cada vez, continuamente

38
Q

5 aspectos das cifras continuas.

A

 Usam chaves contínuas
 Usam princípio da confusão (não da difusão)
 As chaves não devem ser reusadas
 O período de uma chave contínua deve ser o mais longa possível
 A sequência de bits de uma chave contínua deve aparentar ser aleatória

39
Q

Quais são os 3 tipos de cifras continuas?

A

CFB - Cypher Feedback
OFB – Output Feedback
CTR (counter)

40
Q

Descreve o CFB

A

Transforma cifra por blocos em cifra contínua

 Vantagens sobre o CBC:
• a cifra de bloco só é utilizada na direcção de cifrar (independentemente de a operação ser cifrar ou decifrar) o que simplifica a sua implementação, e
• a mensagem não necessita de ser “padded” para um múltiplo do tamanho do bloco porque o algoritmo trabalha com qualquer quantidade de bytes

41
Q

Descreve o OFB

A

 Mantém as vantagens do CFB e ainda acrescenta outra

• a mensagem não é utilizada para iniciar o bloco seguinte, o que implica que as operações de cifra de bloco podem ser feitas antecipadamente permitindo que o último passo seja realizado em paralelo assim que o texto (mensagem ou mensagem cifrada) estiver disponível

42
Q

Descreve o CTR

A

 Apresentado por Diffie e Hellman em 1979
 Modo de cifra padrão para o AES
 Nonce+contador devem ser diferentes em cada operação de cifra
• Caso seja usada a mesma chave e o mesmo nonce+contador para cifrar dois conteúdos diferentes, eles serão cifrados com duas chaves contínuas iguais :(

43
Q

Quais são os requisitos de robustez das cifras simétricas continuas?

A

 Secretismo, aleatoriedade e uso único da chave de fluxo

 A chave de fluxo precisa ser distribuída nas duas pontas do canal

44
Q

Quais são as 4 vantagens e desvantagens da criptografia simétrica?

A

 Chave secreta
– se perdida ou revelada em qualquer ponta, o canal é comprometido

 Distribuição de chaves
– O problema do ovo e da galinha: “como distribuir a chave para ter canais seguros sem ter canais seguros?”
– E se as chaves precisarem de ser mudadas frequentemente

 Gestão de chaves
– Grande escala
– (n(n-1)/2) chaves são requeridas para n participantes

 Eficientes

45
Q

Que criptografia é mais lenta, simétrica ou assimétrica?

A

Assimétrica

46
Q

Como funciona a cifra assimétrica?

A

Cifra com a chave pública de forma a poder decifrar com a chave privada

47
Q

O algoritmo Diffie-Hellman lançou as bases para que tipo de criptografia?

A

Assimétrica

48
Q

Qual é o objectivo do Diffie-Hellman?

A

Obter um número secreto K, partilhado entre A e B, sem o comunicar em claro

49
Q

Como se realiza a operação do Diffie-Hellman?

A

 escolher dois números primos m e n públicos (n grande)
 A gera um número aleatório xa
 A calcula ya = m^xa MOD n
 B gera um número aleatório xb
 B calcula yb =m^xb MOD n
 ya e yb são tornados públicos
 Cada um calcula K localmente utilizando ya e yb

50
Q

A segurança do Diffie-Hellman está baseada em que problema?

A

Dado um elemento m e os valores m^x e m^y, qual o valor de m^xy?

51
Q

O RSA pode ser usado para que duas funções?

A

Cifrar e assinar

52
Q

Como se procede à criptanálise do RSA?

A
  1. Procura de chaves “à bruta”
    • Inexequível se usarmos chaves grandes (≥ 1024 bits)
  2. Ataques matemáticos
    • d é fácil de calcular a partir de e se forem conhecidos p e q -> factorização de nos grandes
    • Determinar m a partir de c, e e n -> Função inversa da exponenciação modular: logaritmo modular
    • ainda seguro com chaves ≥ 1024 bits
  3. Ataques temporais (timing attacks) na execução da operação de decifração
    • Consegue estimar d pelo tempo que demora uma decifração
53
Q

Quais são os outros dois algoritmos de criptografia assimétrica?

A

El Gamal e Elliptic Curve Cryptography

54
Q

Quais são as vantagens e desvantagens da criptografia assimétrica?

A

 Eficiência :(
 Escala :)
 Distribuição da chaves públicas – cuidado !
– autenticidade das chave públicas

55
Q

O que tornou necessária a cifra híbrida?

A

As cifras simétricas serem eficientes mas não escaláveis

As cifras assimétricas não serem eficientes mas escaláveis

O melhor de dois mundos

56
Q

Em que consiste o envelope digital da cifra hibrida?

A

O envelope digital consiste na mensagem encriptada com a chave simétrica aleatória e a chave simétrica aleatória encriptada com a chave pública do utilizador.

57
Q

O que são funções de síntese?

A

Produzem valores de dimensão constante a partir de entradas (mensagens, ficheiros, …) de dimensão variável

– A função de compressão é aplicada de forma iterativa
• 2 argumentos de entrada da função de compressão: síntese prévia, bloco a processar

– Não servem para cifrar/decifrar

58
Q

Quais são as 3 propriedades das funções de síntese?

A

 Resistência à descoberta do texto original
• Dada a síntese H, é muito difícil descobrir um texto M, tal que H = h(M)

 Resistência à descoberta de um segundo texto original
• Dado um Texto M, é muito difícil descobrir M’(M’≠M) tal que h(M)=H(M’)

 Resistência à colisão
• É difícil descobrir dois textos quaisquer, M e M’, M’≠M, tais que h(M) = h(M’)

59
Q

Quais são as dimensões de uma síntese?

A

> = 128 bits

60
Q

O que é um ataque de aniversário?

A

 Baseia-se no “paradoxo do aniversário” e é usado para encontrar um par de mensagens com a mesma síntese (colisão)

 Para sínteses de n bits, o atacante deve tentar aproximadamente 2^(n/2) mensagens

61
Q

Como é que o SHA aumenta a sua segurança?

A

Aumentando o tamanho da sintese

Segurança Informática (2 decks)

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