Подсознательный канал - Subliminal channel

В криптографии подсознательные каналы находятся скрытые каналы которые можно использовать для тайного общения при обычном общении по небезопасный канал.^[1] Подсознательные каналы в цифровой подписи криптосистемы были обнаружены в 1984 году Густав Симмонс.

Симмонс описывает, как "Проблема заключенных" может быть решена путем замены параметра в цифровой подписи алгоритмы.^[2] (Обратите внимание, что проблема "Заключенных" Симмонса - не то же самое, что Дилемма заключенного.^[1])

Алгоритмы подписи, такие как Эль-Гамаль и DSA имеют параметры, которые должны задаваться случайной информацией. Он показывает, как можно использовать эти параметры для подсознательной отправки сообщения. Поскольку процедура создания подписи алгоритма не изменилась, подпись остается проверяемой и неотличимой от обычной подписи. Поэтому трудно определить, используется ли подсознательный канал.

Подсознательные каналы можно разделить на широкополосные и узкополосные каналы.
Широкополосные и узкополосные каналы могут существовать в одном потоке данных.
Широкополосный канал использует почти все доступные биты, которые доступны для использования. Обычно это означает использование канала {≥50%, но ≤90%}.
Каждый канал, использующий меньшее количество битов, называется узкополосным каналом.
Дополнительные используемые биты необходимы для дополнительной защиты, например, выдача себя за другое лицо.

Широкополосный и узкополосный каналы могут использовать разные параметры алгоритма. Узкополосный канал не может передавать максимальную информацию, но его можно использовать для отправки ключа аутентификации или потока данных.

Исследования продолжаются: дальнейшие разработки могут улучшить подсознательный канал, например, позволить установить широкополосный канал без необходимости заранее согласовывать ключ аутентификации. Другие разработки пытаются избежать всего подсознательного канала.

Примеры

Простым примером узкополосного подсознательного канала для обычного текста на человеческом языке было бы определение того, что счетчик четных слов в предложении связан с битом «0», а счетчик нечетных слов - с битом «1». На вопрос "Привет, как дела?" поэтому отправит подсознательное сообщение «1».

В Алгоритм цифровой подписи имеет один подсознательный широкополосный^[3] и три подсознательных узкополосных канала ^[4]

При подписании параметра ${displaystyle k}$ должен быть установлен случайным образом. Для широкополосного канала этот параметр устанавливается подсознательным сообщением. ${displaystyle m '}$ .

Генерация ключей
1. выбрать премьер ${displaystyle p = 2347}$
2. выбрать премьер ${displaystyle q = 23}$
3. рассчитать генератор ${displaystyle g = 266}$
4. выберите ключ аутентификации ${displaystyle x = 1468}$ и безопасно отправить получателю
5. вычислить открытый ключ ${displaystyle y = g ^ {x}}$ мод ${displaystyle p = 2100}$
Подписание
1. выберите сообщение ${displaystyle m = 1337}$
2. (хеш-функция ${displaystyle H (m)}$ здесь заменяется уменьшением по модулю на 107) вычислить значение хэша сообщения ${displaystyle h = m}$ мод ${displaystyle q = 1337}$ мод ${displaystyle 107 = 53}$
3. вместо случайного значения ${displaystyle k =?}$ подсознательное сообщение ${displaystyle m '= 17}$ выбран
4. вычислить инверсию подсознательного сообщения ${displaystyle m '^ {- 1} = 19}$ мод ${displaystyle 23}$
5. вычислить значение подписи ${displaystyle r = (g ^ {k}})$ мод ${displaystyle p)}$ мод ${displaystyle q = (266 ^ {17}}$ мод ${displaystyle 2347)}$ мод ${displaystyle 23 = 12}$
6. вычислить значение подписи ${displaystyle s = k ^ {- 1} * (h + x * r)}$ мод ${displaystyle q = 19 * (53 + 1468 * 12)}$ мод ${displaystyle 23 = 3}$
7. отправка сообщения с тройной подписью ${displaystyle (1337; 12,3)}$
Проверка
1. получатель получает тройное сообщение ${displaystyle (m; r, s) = (1337; 12,3)}$
2. вычислить хеш сообщения ${displaystyle h = H (m)}$ мод ${displaystyle q = 1337}$ мод ${displaystyle 107 = 53}$
3. рассчитать обратный ${displaystyle w = s ^ {- 1}}$ мод ${displaystyle q = 8}$
4. вычислить ${displaystyle u_ {1} = (h * w)}$ мод ${displaystyle q = 53 * 8}$ мод ${displaystyle 23 = 10}$
5. вычислить ${displaystyle u_ {2} = (r * w)}$ мод ${displaystyle q = 12 * 8}$ мод ${displaystyle 23 = 4}$
6. рассчитать подпись ${displaystyle v = (g ^ {u_ {1}} * y ^ {u_ {2}}}$ мод ${displaystyle p)}$ мод ${displaystyle q = (266 ^ {10} * 2100 ^ {4}}$ мод ${displaystyle 2347)}$ мод ${displaystyle 23 = 12}$
7. поскольку ${displaystyle v = r}$ , подпись действительна
Извлечение сообщения на стороне получателя
1. из тройки (1337; 12, 3)
2. извлечь сообщение ${displaystyle m '= 8 * (53 + 1468 * 12)}$ мод ${displaystyle 23 = 17}$

Формула для извлечения сообщения получается путем транспонирования значения подписи ${displaystyle s}$ формула расчета.

${displaystyle s = m '^ {- 1} * (h + xr)}$ мод ${displaystyle q}$
${displaystyle s * m '= h + xr}$ мод ${displaystyle q}$
${displaystyle m '= s ^ {- 1} * (h + xr)}$ мод ${displaystyle q}$

Пример: использование модуля n = pqr

В этом примере модуль RSA, который, как предполагается, имеет форму n = pq, на самом деле имеет форму n = pqr для простых чисел p, q и r. Расчет показывает, что в сообщении с цифровой подписью может быть скрыт ровно один дополнительный бит. Лекарство от этого было найдено криптологами в Centrum Wiskunde & Informatica в Амстердам, который разработал Доказательство с нулевым разглашением что n имеет вид n = pq. Этот пример частично был мотивирован Предложение о пустом бункере.

Пример - пример использования RSA

Вот (реальный, рабочий) открытый ключ PGP (с использованием алгоритма RSA), который был сгенерирован для включения двух подсознательных каналов - первый - это «идентификатор ключа», который обычно должен быть случайным шестнадцатеричным, но ниже он «скрытно» изменен. читать "C0DED00D". Второй - это представление открытого ключа в формате base64 - опять же, предполагается, что это вся случайная тарабарщина, но сообщение, читаемое на английском языке «// Это + есть + Кристофер + Дрейкс + PGP + открытый + ключ // Кто / Что + такое + watcHIng + you // "был вставлен. Добавление обоих этих подсознательных сообщений было выполнено путем вмешательства в генерацию случайных чисел на этапе генерации ключа RSA.

 Ключ PGP. RSA 2020 / C0DED00D Fprint: 250A 7E38 9A1F 8A86 0811 C704 AF21 222C ----- BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK ----- Version: Private mQESAgAAAAAAAAEH5Ar // This + is + Christopher + Drakes + PGP + public + key // Кто / что + + +, наблюдающих это вам // Di0nAraP + EBZ + iq83gCa06rGL4 + hc9Gdsq667x 8FrpohTQzOlMF1Mj6aHeH2iy7 + OcN7lL0tCJuvVGZ5lQxVAjhX8Lc98XjLm3vr1w ZBa9slDAvv98rJ8 + 8YGQQPJsQKq3L3rN9kabusMs0ZMuJQdOX3eBRdmurtGlQ6AQ AfjzUm8z5 / 2w0sYLc2g + aIlRkedDJWAFeJwAVENaY0LfkD3qpPFIhALN5MEWzdHt Apc0WrnjJDby5oPz1DXxg6jaHD / WD8De0A0ARRAAAAAAAAAAAbQvQ2hyaXN0b3Bo ZXIgRHJha2UgPENocmlzdG9waGVyLkRyYWtlQFBvQm94LmNvbT60SE5ldFNhZmUg c2VjdXJpdHkgc29mdHdhcmUgZGlyZWN0b3IgQ2hyaXN0b3BoZXIgRHJha2UgPE5l dFNhZmVAUG9Cb3guY29tPokBEgMFEDPXgvkcP9YPwN7QDQEB25oH4wWEhg9cBshB i6l17fJRqIJpXKAz4Zt0CfAfXphRGXC7wC9bCYzpHZSerOi1pd3TpHWyGX3HjGEP 6hyPfMldN / sm5MzOqgFc2pO5Ke5ukfgxI05NI0 + OKrfc5NQnDOBHcm47EkK9TsnM c3Gz7HlWcHL6llRFwk75TWwSTVbfURbXKx4sC + nNExW7oJRKqpuN0JZxQxZaELdg 9wtdArqW / SY7jXQn // YJV / kftKvFrA24UYLxvGOXfZXpP7Gl2CGkDI6fzism75ya xSAgn9B7BqQ4BLY5Vn + viS ++ 6Rdavy kyd8j9sDAK + oPz / qRtYJrMvTqBErN4C5uA IV88P1U = = / BRt ----- КОНЕЦ БЛОКА ПУБЛИЧНЫХ КЛЮЧЕЙ PGP -----

Улучшения

Модификация Схема подписи Брикелла и ДеЛаурентиса обеспечивает широкополосный канал без необходимости совместного использования ключа аутентификации.^[5]В Канал Ньютона не является подсознательным каналом, но его можно рассматривать как улучшение.^[6]

Контрмеры

С помощью доказательство с нулевым разглашением и схема обязательств можно предотвратить использование подсознательного канала.^[7]^[8]

Следует отметить, что эта контрмера имеет 1-битный подсознательный канал. Причина в том, что доказательство может быть успешным или намеренно неудачным.^[9]

Другая контрмера может обнаружить, но не предотвратить подсознательное использование случайности.^[10]

внешняя ссылка

Семинар «Скрытые каналы и встроенная криминалистика»

[Simmons:PrisonersProblem-1] а ^б Густав Дж. Симмонс. Проблема заключенных и подсознательный канал. In Advances in Cryptology - CRYPTO ’83, страницы 51–67, New York, 1984. Lecture Notes in Computer Science, ed. Д. Чаум.

[Simmons:SubliminalChannelAndDigitalSignatures-2] Густав Дж. Симмонс. Подсознательный канал и цифровые подписи. В Proc. семинара EUROCRYPT 84 «Достижения в криптологии: теория и применение криптографических методов», страницы 364–378, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1985. Springer-Verlag New York, Inc.Дои:10.1007/3-540-39757-4_25

[Simmons:EasyDSACom-3] Густав Дж. Симмонс. Подсознательное общение легко с помощью DSA. В EUROCRYPT ’93: Практикум по теории и применению криптографических методов на «Достижениях в криптологии», страницы 218–232, Secaucus, NJ, USA, 1994. Springer-Verlag New York, Inc.

[4] Густав Дж. Симмонс. Подсознательный канал в алгоритме цифровой подписи США (DSA), в Материалы 3-го симпозиума о состоянии и прогрессе исследований в области криптографии (SPRC '93), Рим, Италия, 15–16 февраля 1993 г.

[Simmons:ASecureChannel-5] Густав Дж. Симмонс. Безопасный подсознательный канал (?). В CRYPTO ’85: Advances in Cryptology, страницы 33–41, Лондон, Великобритания, 1986. Springer-Verlag.

[NewtonChannel-6] Росс Дж. Андерсон, Серж Воденэ, Барт Пренель и Кайса Ниберг. Канал Ньютона. В материалах Первого международного семинара по сокрытию информации, страницы 151–156, Лондон, Великобритания, 1996. Springer-Verlag.

[Desmedt:AbusesFight-7] Иво Десмедт. Нарушения в криптографии и как с ними бороться. В CRYPTO ’88: Материалы 8-й ежегодной Международной конференции по криптологии по достижениям в криптологии, страницы 375–389, Лондон, Великобритания, 1990. Springer-Verlag.

[8] Иво Десмедт. "Бессознательная аутентификация и подпись" .p. 24 Кристоф Г. Гюнтер, редактор.«Достижения в криптологии - EUROCRYPT '88».1988.

[Desmedt:SimmonsNotFree-9] Десмедт, Иво (1996). «Протокол Симмонса не свободен от подсознательных каналов». Proc. 9-го семинара IEEE по основам компьютерной безопасности. С. 170–175. CiteSeerX 10.1.1.56.4816.

[TamperEvident-10] Чой, Джонг Юл; Голле, Филипп; Якобссон, Маркус (2006). «Цифровые подписи с очевидным вмешательством: защита центров сертификации от вредоносного ПО». Материалы 2-го Международного симпозиума IEEE по надежным автономным и безопасным вычислениям. CiteSeerX 10.1.1.61.9340.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]