I dag er bedrifter under et enormt press for å opprettholde driften. For at en virksomhet skal fungere optimalt, er det avgjørende at sikkerhetsteamet beskytter den mot alle trusler som kan forstyrre den daglige driften.
Det som oppfattes som sikkert i dag, kan vise seg å være usikkert i morgen. Dette skyldes at algoritmer kontinuerlig utvikler seg, noe som fører til at nye sårbarheter oppstår. Cyberkriminelle utvikler også stadig nye metoder for å omgå krypteringen som de fleste bedrifter er avhengige av.
Kryptoanalyse, også kjent som kodeanalyse, omfatter en detaljert undersøkelse av teknikkene som brukes til å dechiffrere og analysere kode, chiffer eller kryptert tekst. Kryptoanalyse benytter seg av matematiske prinsipper for å identifisere svakheter i en algoritme, og spiller en sentral rolle i kryptografiske sikkerhetssystemer.
Denne veiledningen vil gi deg en grundig forståelse av kryptoanalyse. Du vil få inngående kunnskap om emnet og lære hvordan du kan styrke organisasjonen din mot kryptoanalytiske angrep.
Hva er kryptoanalyse?
Formålet med kryptoanalyse er å studere kryptografiske systemer for å avdekke svakheter og potensielle lekkasjer av informasjon. Det kan betraktes som en gransking av feil i den underliggende matematiske strukturen i et kryptografisk system, inkludert implementeringssårbarheter som sidekanalangrep og svake entropikilder.
Kryptografiske systemer refererer til datasystemer som benytter kryptografi, en metode for å beskytte informasjon og kommunikasjon ved hjelp av koder. Dette sikrer at bare de tiltenkte mottakerne kan behandle informasjonen.
Kryptoanalyse vs. Kryptografi
I kryptografi er hovedmålet å skjule en melding ved å konvertere den til en ugjenkjennelig form før den overføres via usikre kanaler. Kryptoanalyse, på den andre siden, handler om å forsøke å utlede klartekst fra den skjulte meldingen, selv om den overføres via en usikker kanal.
Kryptografi er et viktig verktøy for å sikre informasjonen som overføres. Et godt eksempel på dette er bruk av kryptografi i banktransaksjoner og e-post, der sikkerhet er avgjørende. Kryptografiske metoder inkluderer bruk av hemmelige nøkler, offentlige nøkler og hashfunksjoner.
Kryptoanalyse er kunsten å dechiffrere kryptert tekst til lesbar tekst. I denne prosessen prøver en uvedkommende å dekryptere meldingen din ved å avlytte kanalen.
Hvem bruker kryptoanalyse?
Kryptoanalyse anvendes av en rekke ulike aktører, inkludert myndigheter som ønsker å dekryptere andre nasjoners private kommunikasjon, bedrifter som tester sikkerhetsfunksjonene i sine egne produkter, hackere og uavhengige forskere. Også akademiske utøvere bruker kryptoanalyse for å identifisere sårbarheter i kryptografiske protokoller og algoritmer.
Utviklingen innen kryptologi drives av en stadig pågående kamp mellom kryptografer som arbeider for å sikre data, og kryptoanalytikere som forsøker å bryte ned kryptosystemer.
Målene til en angriper er relatert til deres spesifikke behov for å gjennomføre kryptoanalyse. Vellykket kryptoanalyse innebærer vanligvis å utlede informasjon fra kryptert tekst. Avhengig av angriperens motivasjon kan målene variere, men typiske mål inkluderer:
- Fullstendig dechiffrering: Å finne de hemmelige nøklene.
- Global deduksjon: Å finne en tilsvarende fungerende algoritme for kryptering og dekryptering uten kjennskap til hemmelige nøkler.
- Informasjonsinnhenting: Å skaffe seg informasjon om kryptert tekst og klartekst.
- Skille algoritmer: Å kunne skille krypteringsutdata fra tilfeldige bitpermutasjoner.
La oss se på et praktisk eksempel for å illustrere dette. Det er imidlertid viktig å huske at dette eksemplet ikke er gjeldende for moderne kryptografiske chiffer, men er nyttig for å forstå de grunnleggende prinsippene.
Frekvensanalyse kan brukes på enkle krypteringsalgoritmer. Disse algoritmene utfører monoalfabetiske substitusjoner, der hver bokstav erstattes med en forhåndsbestemt bokstav fra samme alfabet.
Denne metoden er en forbedring sammenlignet med enklere teknikker der bokstaver ble flyttet med et konstant antall posisjoner. De gamle bokstavene ble erstattet med de nye som kom frem fra den resulterende alfabetiske posisjonen.
Selv om de monoalfabetiske substitusjonschiffrene er motstandsdyktige mot blinde søk, er de ikke immune og kan enkelt brytes ned med papir og blyant. Hvordan? Frekvensanalyse benytter seg av det faktum at naturlig språk ikke er tilfeldig, og at en monoalfabetisk substitusjon ikke skjuler de statistiske egenskapene til språket.
La oss se nærmere på dette og ta utgangspunkt i det engelske alfabetet der bokstaven «E» har en bestemt frekvens, for eksempel 12,7 %. Når «E» erstattes i en chiffertekst, vil den resulterende teksten beholde sin opprinnelige frekvens. Hvis denne frekvensen er kjent for kryptoanalytikeren, kan de raskt bestemme substitusjonene for å dekryptere teksten.
Typer kryptoanalytiske angrep
Kryptoanalytiske angrep utnytter svakheter i et system og dekrypterer kryptografien. For å kunne utføre et slikt angrep, er det nødvendig å ha kjennskap til metodene og egenskapene til klarteksten. Klarteksten kan være på et hvilket som helst språk, for eksempel engelsk eller Java-kode.
Her er en liste over ulike typer angrep. De fem første er de mest vanlige, mens de resterende er sjeldnere, men likevel viktige å kjenne til.
Hvordan fungerer kryptoanalyse?
Det overordnede målet med kryptoanalyse er å avdekke svakheter eller omgå kryptografiske algoritmer. Kryptografer bruker forskning fra kryptoanalytikere til å forbedre eksisterende algoritmer eller utvikle nye, mer robuste metoder.
Mens kryptografi handler om å utvikle og forbedre krypteringsmetoder og andre teknikker, er kryptoanalyse fokusert på å dechiffrere krypterte data. Disse to feltene er nært knyttet og utgjør til sammen kryptologi, den matematiske studien av koder, chiffer og relaterte algoritmer.
Forskere arbeider kontinuerlig med å utvikle angrepsstrategier som kan bryte ned krypteringssystemer. Dette inkluderer å dekryptere algoritmer uten kjennskap til krypteringsnøklene. Kryptoanalyse brukes ofte til å identifisere svakheter i både design og implementering av krypteringsmetoder.
Slik beskytter du deg mot kryptoanalytiske angrep
Dessverre finnes det ingen metoder for å oppnå fullstendig immunitet mot kryptoanalyse. Det beste man kan gjøre er å benytte seg av sikre krypteringsmetoder i hele den digitale infrastrukturen og holde programvaren oppdatert. Her er noen tips for å øke sikkerheten ytterligere:
- Bruk oppdaterte krypterings- og hash-algoritmer. Det er viktig å unngå utdaterte verktøy som SHA1 og MD5, som ikke lenger anses som sikre.
- Bruk lange krypteringsnøkler. For eksempel bør RSA-nøkler være minst 2048 bit lange for VPN-forbindelser.
- Husk å slette erstattede nøkler.
- Bruk sterke passord og implementer en pålitelig tilfeldig tallgenerator for å opprette nøkler.
- Salt hash-verdier. Dette innebærer å legge til tilfeldig støy til hash-verdiene. Saltet bør være langt og tilfeldig generert, på samme måte som ved håndtering av passord.
- Bruk perfekt fremadrettet hemmelighold (PFS) for å hindre at tidligere og fremtidige sesjoner dekrypteres hvis nøklene dine blir kompromittert. Dette brukes ofte i virtuelle private nettverk (VPN).
- Tilslør kryptert trafikk slik at den fremstår som vanlig trafikk og ikke avslører at den er kryptert. Programvare som Obfsproxy er et godt eksempel på et verktøy som fungerer bra med Tor-nettverket.
- Integrer et inntrengingsdeteksjonssystem (IDS) i infrastrukturen. Dette systemet vil varsle deg om brudd eller angrep. IDS vil ikke hindre et brudd, men det vil redusere responstiden, og dermed spare systemet for alvorlig skade. Det er derfor viktig å ha et godt IDS integrert i systemet.
Anvendelser av kryptoanalyse
Kryptoanalyse har en rekke praktiske anvendelsesområder. Det kan kombineres med kryptografi for å oppnå sitt fulle potensial. Her er noen eksempler:
#1. Integritet i lagring
Kryptoanalyse kan brukes til å opprettholde dataintegritet i lagringsløsninger. Dette innebærer bruk av låser og nøkler i tilgangskontrollsystemer for å beskytte data mot uautorisert tilgang. Kryptografiske kontrollsummer kan også brukes til å bekrefte ektheten av data som er lagret i dynamiske miljøer, hvor risikoen for virus og modifiserte data er høy.
Kontrollsummen utvikles og sammenlignes med en forventet verdi under dataoverføring. Kryptoanalyse bidrar til å sikre lagringsmedier som er sårbare for angrep på grunn av store datamengder, eller som har vært utsatt over lengre tid.
#2. Identitetsautentisering
Ved identitetsautentisering er hovedmålet å verifisere en brukers rett til å få tilgang til data. Kryptoanalyse forenkler denne prosessen under utveksling av passord. Moderne systemer kombinerer kryptografiske transformasjoner med en persons attributter for å identifisere brukere på en pålitelig og effektiv måte.
Passord lagres i krypterte formater, slik at applikasjoner med tilgang kan bruke dem uten å kompromittere systemenes sikkerhet. Dette forhindrer at passord lagres i klartekst.
#3. Systemlegitimasjon
Kryptoanalyse og kryptografi kan brukes til å skape systemlegitimasjon. Når brukere logger på et system, må de alltid bevise sin identitet før de får tilgang.
Elektronisk legitimasjon opprettes for å forenkle elektroniske verifikasjoner. Denne teknikken brukes ofte i smartkort for å utføre kryptografiske operasjoner, inkludert datalagring.
#4. Digitale signaturer
Digitale signaturer brukes ofte i kommunikasjon for å bekrefte at meldinger kommer fra en kjent avsender. Dette kan sammenlignes med signering av dokumenter med penn og papir. For at digitale signaturer skal kunne erstatte analoge signaturer, må de baseres på kryptoanalyseteknologi.
Dette er nyttig i tilfeller der organisasjoner har team fordelt på mange steder og ikke har mulighet til å møtes fysisk for å signere papirer. Med digitale signaturformater kan alle som har den offentlige nøkkelen verifisere et dokument, slik det er vanlig i kryptovaluta-domenet.
#5. Elektroniske pengeoverføringer (EFT)
Elektroniske penger er i ferd med å erstatte kontanttransaksjoner. Elektroniske pengeoverføringer, virtuelle valutaer, digitale gullpenger, kryptovalutaer og direkte innskudd er eksempler på kryptografibaserte eiendeler. Uttak fra minibanker, kortbetalinger og bankoverføringer er eksempler på elektroniske pengeoverføringer.
Hvordan bli kryptoanalytiker
Hvis du finner kryptoanalyse interessant og vurderer å jobbe innen feltet, vil du sannsynligvis jobbe med å utvikle algoritmer, chiffer og sikkerhetssystemer for å kryptere data. Du vil også analysere og dekryptere informasjon i kryptografiske metoder og telekommunikasjonsprotokoller.
Andre oppgaver kan inkludere å designe sikkerhetssystemer, beskytte kritisk informasjon mot å bli fanget opp, teste beregningsmodeller for pålitelighet, kryptere økonomisk informasjon og utvikle statistiske og matematiske modeller for å analysere data og løse sikkerhetsproblemer. Hvis dette virker spennende, bør du lese videre for å finne ut hvordan du kan bli kryptoanalytiker.
Du kan ta en bachelorgrad i informatikk, ingeniørfag, matematikk eller et relatert felt som elektro- og elektronikkteknikk. Noen organisasjoner ansetter også kandidater basert på intens trening og praktisk erfaring, selv uten en teknisk grad. Å ha relevante cybersikkerhetssertifiseringer er en fordel.
Avsluttende ord
Kryptoanalyse er mer et verktøy for et cyberangrep enn et angrep i seg selv. De fleste krypteringssystemer er motstandsdyktige mot kryptoanalytiske angrep. For å forstå svakhetene i disse systemene, er det nødvendig med sofistikerte matematiske ferdigheter, noe som kan være krevende å tilegne seg.
Hvis du vurderer å studere kryptoanalyse, er det et spennende felt å jobbe med, med et bredt spekter av applikasjoner innenfor finans, lagring og identitet.
Kryptoanalyse er et kraftig verktøy med mange bruksområder i den virkelige verden. Det kan være givende å jobbe med kryptoanalyse, og enda bedre å bruke ferdighetene dine til å utvikle sikrere verktøy.
Du kan deretter lese om datakryptering: kritisk terminologi.