Ngày nay, các doanh nghiệp đang chịu áp lực rất lớn để duy trì hoạt động kinh doanh liên tục. Nếu doanh nghiệp của bạn muốn hoạt động trơn tru, nhóm bảo mật của bạn phải bảo vệ doanh nghiệp khỏi mọi mối đe dọa có thể làm gián đoạn hoạt động của doanh nghiệp.
Vấn đề là những gì an toàn hôm nay có thể không chắc chắn vào ngày mai. Hiện tượng này là do khi các thuật toán phát triển, các lỗ hổng mới xuất hiện và tội phạm mạng phát triển những cách mới để phá vỡ mật mã mà hầu hết các công ty dựa vào.
Phân tích mật mã, còn được gọi là truy tìm mã, là sự hiểu biết sâu sắc về các kỹ thuật được sử dụng để giải mã và kiểm tra mã, mật mã hoặc văn bản mật mã. Phân tích mật mã sử dụng các quy tắc số để tìm ra các lỗ hổng thuật toán và phân nhánh sâu hơn vào mật mã trong các hệ thống bảo mật thông tin.
Hướng dẫn này sẽ dạy cho bạn mọi thứ bạn cần biết về phân tích mật mã. Bạn sẽ hiểu chi tiết về chủ đề này và tìm hiểu cách giúp tổ chức của bạn chống lại việc phân tích mật mã.
Phân tích mật mã là gì?
Quá trình phân tích mật mã được thiết kế để nghiên cứu các hệ thống mật mã nhằm xác định các lỗ hổng và rò rỉ thông tin. Đây có thể được coi là việc kiểm tra các sai sót trong kiến trúc toán học cơ bản của hệ thống mật mã, bao gồm các lỗ hổng triển khai như tấn công kênh bên và đầu vào entropy yếu.
Hệ thống mật mã đề cập đến một hệ thống máy tính sử dụng mật mã, một phương pháp bảo vệ thông tin và liên lạc bằng mã để chỉ những người được dự định mới có thể xử lý nó.
Phân tích mật mã vs. mật mã
Ngay từ đầu trong lĩnh vực mật mã, bạn đã quan tâm đến việc ẩn một tin nhắn bằng cách chuyển đổi nó thành văn bản ẩn trước khi gửi nó qua các kênh không an toàn. Mặt khác, phân tích mật mã là lấy văn bản gốc từ các tin nhắn ẩn thông qua một kênh không an toàn.
Mật mã đã được chứng minh là một tài sản khi truyền tải thông tin. Một ví dụ điển hình về các trường hợp sử dụng của nó là các giao dịch ngân hàng và email cần thiết để bảo mật thông tin. Lược đồ mật mã bao gồm khóa bí mật, khóa chung và hàm băm.
Phân tích mật mã là nghệ thuật giải mã văn bản mã hóa đơn giản. Trong trường hợp này, người được ủy quyền sẽ cố gắng giải mã tin nhắn của bạn bằng cách nghe lén kênh.
Ai sử dụng phương pháp phân tích mật mã?
Nhiều tổ chức sử dụng phương pháp phân tích mật mã, bao gồm các chính phủ đang tìm cách giải mã thông tin liên lạc riêng tư của các quốc gia khác, các công ty thử nghiệm tính năng bảo mật cho các sản phẩm bảo mật của họ, tin tặc, kẻ bẻ khóa, nhà nghiên cứu độc lập và nhà thực hành học thuật đang tìm cách xác định các lỗ hổng trong các giao thức và thuật toán mật mã.
Sự tiến bộ của mật mã học được lan truyền bởi cuộc chiến bất tận giữa các nhà mật mã học muốn bảo mật dữ liệu và các nhà phân tích mật mã làm việc để bẻ khóa các hệ thống mật mã.
Mục tiêu của kẻ tấn công gắn liền với nhu cầu phân tích mật mã cụ thể của chúng. Việc phân tích mật mã thành công thường không vượt quá việc suy ra thông tin từ văn bản ẩn. Tuy nhiên, nó sẽ đủ dựa trên nhu cầu của những kẻ tấn công có mục tiêu khác nhau tùy theo từng kẻ tấn công nhưng không giới hạn ở:
- Total Break – Tìm chìa khóa bí mật.
- Khấu trừ toàn cầu – Tìm các thuật toán chức năng tương đương để mã hóa và giải mã mà không cần biết khóa bí mật.
- Khấu trừ thông tin – thu thập thông tin về bản mã và bản rõ.
- Thuật toán phân biệt – Phân biệt đầu ra mã hóa với các hoán vị ngẫu nhiên của bit.
Hãy xem một ví dụ thực tế dễ hiểu. Tuy nhiên, bạn nên biết rằng ví dụ này không nói về mật mã mật mã hiện đại, nhưng nó rất tốt cho việc xây dựng sự hiểu biết.
Kỹ thuật phân tích tần số có thể được sử dụng trong các thuật toán mã hóa cơ bản. Các thuật toán mã hóa cấp đầu vào thực hiện thay thế bằng một bảng chữ cái, thay thế mỗi chữ cái bằng một chữ cái được ánh xạ định trước từ cùng một bảng chữ cái.
Mô hình này là một cải tiến về các kỹ thuật cơ bản hơn, giúp dịch chuyển các chữ cái một số vị trí cố định và thay thế các chữ cái cũ bằng các chữ cái mới từ vị trí bảng chữ cái thu được.
Mặc dù mật mã thay thế dùng một bảng chữ cái không bị ảnh hưởng bởi tìm kiếm mù quáng nhưng chúng không mạnh mẽ và có thể dễ dàng bị phá vỡ bằng bút và giấy. Rồi sao? Phân tích tần số tận dụng đặc điểm là ngôn ngữ tự nhiên không phải là ngẫu nhiên và việc thay thế bằng một bảng chữ cái không che giấu các đặc tính thống kê của ngôn ngữ.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn và thu hẹp nó thành một bảng chữ cái cụ thể như “E” với tần số nhất định là 12,7%. Khi bạn thay thế E để lấy văn bản mã hóa, văn bản kết quả của nó sẽ giữ nguyên tần số ban đầu. Nếu nhà giải mã biết tần số này, anh ta có thể nhanh chóng xác định các thay thế để giải mã bản mã.
Các loại tấn công phân tích mật mã
Các cuộc tấn công bằng mật mã khai thác các lỗ hổng trong hệ thống của bạn bằng cách giải mã mật mã của nó. Để bắt đầu một cuộc tấn công phân tích mật mã, bạn cần biết bản chất của các phương pháp và các thuộc tính chung của văn bản thuần túy. Plain có thể bằng bất kỳ ngôn ngữ nào, bao gồm cả tiếng Anh hoặc mã Java.
Dưới đây là danh sách các loại tấn công. Năm điều đầu tiên là phổ biến nhất; một số khác thì hiếm và đôi khi bị bỏ qua; biết rõ về họ.
Phân tích mật mã hoạt động như thế nào?
Mục đích chính của phân tích mật mã là phát hiện lỗi hoặc phá vỡ các thuật toán mã hóa. Các nhà mật mã học sử dụng nghiên cứu do các nhà phân tích mật mã thực hiện để cải thiện các thuật toán hiện có hoặc cải thiện các phương pháp không đạt tiêu chuẩn.
Mật mã học tạo ra và cải thiện mật mã mã hóa cũng như các kỹ thuật khác, trong khi phân tích mật mã tập trung vào việc giải mã dữ liệu được mã hóa. Hai hoạt động này có liên quan với nhau và được giới hạn trong lĩnh vực mật mã, nghiên cứu toán học về mã, mật mã và các thuật toán liên quan.
Các nhà nghiên cứu đang làm việc chăm chỉ, đặc biệt chú ý đến việc phát triển các chiến lược tấn công nhằm đánh bại các sơ đồ mã hóa, bắt đầu giải mã các thuật toán được mã hóa trong văn bản mã hóa mà không cần đến khóa mã hóa. Bạn thường sử dụng phương pháp phân tích mật mã để phát hiện những sai sót trong khái niệm và phương pháp thực hiện của mình.
Cách tự bảo vệ mình trước các cuộc tấn công bằng mật mã
Thật không may, bạn có thể làm rất ít điều để đảm bảo khả năng chống lại việc phân tích mật mã ngoài việc sử dụng sơ đồ mã hóa an toàn, mã hóa toàn bộ cơ sở hạ tầng kỹ thuật số và cập nhật phần mềm của bạn. Dưới đây là một số mẹo bạn có thể sử dụng để tăng cường bảo mật.
- Sử dụng các thuật toán mã hóa và băm cập nhật. Một kịch bản tốt là tránh các công cụ như SHA1 và MD5 không còn được coi là an toàn nữa.
- Sử dụng các khóa mã hóa dài. Ví dụ: khóa RSA phải có ít nhất 2048 bit để bắt tay VPN.
- Nhớ lại việc phá hủy các phím được thay thế.
- Sử dụng mật khẩu mạnh và triển khai trình tạo số ngẫu nhiên đã được thử nghiệm để quản lý khóa của bạn.
- Muối băm của bạn. Đây là nơi bạn thêm tiếng ồn ngẫu nhiên vào hàm băm của mình. Bạn nên để muối dài và ngẫu nhiên như khi làm việc với mật khẩu.
- Sử dụng Bảo mật chuyển tiếp hoàn hảo (PFS) để ngăn các phiên trước và sau này bị giải mã nếu khóa của bạn bị xâm phạm. Điều này thường được sử dụng trong Mạng riêng ảo (VPN).
- Làm xáo trộn lưu lượng truy cập được mã hóa – bạn đảm bảo lưu lượng truy cập của mình xuất hiện thường xuyên và không tiết lộ sự thật rằng nó được mã hóa. Phần mềm như Obfsproxy là một công cụ mẫu tốt hoạt động tốt với mạng Tor.
- Tích hợp hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS) vào cơ sở hạ tầng của bạn – hệ thống này sẽ thông báo cho bạn về hành vi vi phạm hoặc tấn công. Tuy nhiên, điều này không ngăn chặn được hành vi vi phạm. Tuy nhiên, điều này rút ngắn thời gian phản hồi, bảo vệ hệ thống khỏi bị hư hại nghiêm trọng. Tốt nhất nên tích hợp một IDS tốt vào hệ thống.
Ứng dụng của giải mã
Phân tích mật mã có một số ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Đôi khi nó có thể được kết hợp với mật mã để phát huy hết tiềm năng của nó. Dưới đây là một số ứng dụng:
# 1. Tính toàn vẹn của bộ nhớ
Bạn có thể sử dụng phương pháp phân tích mật mã để duy trì tính toàn vẹn trong bộ lưu trữ của mình. Trong trường hợp này, bạn sử dụng ổ khóa và chìa khóa trong hệ thống kiểm soát truy cập để bảo vệ dữ liệu của mình khỏi những truy cập không mong muốn. Bạn cũng có thể tạo tổng kiểm tra mật mã để xác định tính xác thực của dữ liệu được lưu trữ trong môi trường động nơi vi-rút dễ bị tổn thương trước các phương pháp xử lý dữ liệu đã sửa đổi.
Tổng kiểm tra được biên dịch và so sánh với giá trị dự đoán trong quá trình truyền dữ liệu. Phân tích mật mã giúp bảo mật các nhà cung cấp dữ liệu dễ bị tấn công do lượng lớn dữ liệu hoặc dữ liệu đã bị lộ trong thời gian dài.
#2. Xác thực danh tính
Trong xác thực danh tính, mục đích chính là xác nhận quyền truy cập dữ liệu của người dùng. Phân tích mật mã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình này khi trao đổi mật khẩu. Các hệ thống hiện đại kết hợp các phép biến đổi mật mã với các thuộc tính con người để nhận dạng người dùng một cách đáng tin cậy và hiệu quả.
Mật khẩu được lưu trữ ở định dạng mã hóa có thể được sử dụng bằng cách truy cập các ứng dụng. Vì mật khẩu được lưu trữ ở dạng văn bản thuần túy nên tính bảo mật của hệ thống của bạn không bị xâm phạm.
#3. Thông tin xác thực hệ thống
Bạn có thể sử dụng phương pháp phân tích mật mã và mật mã để tạo thông tin xác thực hệ thống. Khi người dùng đăng nhập vào hệ thống của bạn, họ sẽ luôn được yêu cầu cung cấp bằng chứng về thông tin xác thực cá nhân trước khi được phép đăng nhập.
Thông tin xác thực điện tử hiện đang được phát triển để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác minh điện tử. Kỹ thuật này thường được sử dụng trong thẻ thông minh để thực hiện các hoạt động mã hóa, bao gồm cả việc lưu trữ dữ liệu.
#4. Chữ ký số
Chữ ký số thường được sử dụng trong giao tiếp để xác thực tin nhắn đến từ một người gửi đã biết. Nó tương tự như việc ký bằng bút và một tài liệu giấy. Tất nhiên, nếu chữ ký số thay thế chữ ký tương tự thì chúng được tạo ra bằng công nghệ phân tích mật mã.
Điều này có vẻ hữu ích trong trường hợp các tổ chức có các nhóm ở nhiều địa điểm và chưa gặp mặt trực tiếp để lập tài liệu chung. Với định dạng chữ ký số, bất kỳ ai có khóa chung đều có thể xác minh tài liệu, vốn thường được sử dụng trong miền tiền điện tử.
#5. Chuyển tiền điện tử (ETF)
Gần đây bạn đã thấy tiền điện tử thay thế các giao dịch tiền mặt. Chuyển tiền điện tử, tiền ảo, tiền vàng kỹ thuật số, tiền điện tử và tiền gửi trực tiếp là những tài sản dựa trên tiền điện tử. Hãy xem xét việc rút tiền ATM, thanh toán bằng thẻ ghi nợ và chuyển khoản ngân hàng là những ví dụ về hoạt động tiền điện tử.
Làm thế nào để trở thành một nhà giải mã
Bạn có thể cân nhắc việc trở thành một nhà phân tích mật mã sau khi tìm hiểu về nhiều ứng dụng phân tích mật mã. Nếu vậy, có thể bạn sẽ đang nghiên cứu phát triển các thuật toán, mật mã và hệ thống bảo mật để mã hóa dữ liệu. Bạn cũng nên mong đợi việc phân tích và giải mã thông tin bằng các phương pháp mã hóa và giao thức viễn thông.
Bạn cũng có thể chờ đợi để thực hiện các vai trò như thiết kế hệ thống bảo mật, bảo vệ thông tin quan trọng khỏi bị đánh chặn, kiểm tra độ tin cậy của các mô hình tính toán, mã hóa dữ liệu tài chính, phát triển các mô hình thống kê và toán học để phân tích dữ liệu, giải quyết các vấn đề bảo mật. Nếu điều đó đủ thú vị, hãy đọc tiếp và xem cách trở thành một người như thế.
Bạn có thể lấy bằng cử nhân về khoa học máy tính, kỹ thuật, toán học hoặc lĩnh vực liên quan như kỹ thuật điện và điện tử. Tuy nhiên, một số tổ chức vẫn có thể thuê bạn dựa trên kinh nghiệm thực tế và đào tạo sâu rộng mà không cần bằng cấp kỹ thuật. Có một số chứng chỉ an ninh mạng là một lợi thế bổ sung.
những từ cuối
Phân tích mật mã là một phương tiện cho một cuộc tấn công mạng hơn là bản thân cuộc tấn công. Và vì hầu hết các hệ thống mã hóa đều không bị ảnh hưởng bởi các nỗ lực phân tích mật mã, nên việc hiểu được những hệ thống dễ bị tấn công đòi hỏi những kỹ năng toán học phức tạp mà không phải trò đùa nào cũng có được.
Nếu bạn đang cân nhắc việc học phân tích mật mã thì đây là một lĩnh vực thú vị để làm việc trên nhiều loại sản phẩm, chẳng hạn như trong lĩnh vực tài chính, lưu trữ và nhận dạng.
Bạn đã thấy khả năng phân tích mật mã mạnh mẽ như thế nào và nó có thể giúp bạn phát triển các ứng dụng trong thế giới thực đến mức nào. Sẽ tốt hơn nếu tiếp tục phân tích mật mã và sẽ tốt hơn nữa nếu bạn sử dụng các kỹ năng của mình, chẳng hạn như xây dựng các công cụ an toàn hơn.
Sau đó, bạn có thể kiểm tra Mã hóa dữ liệu: Thuật ngữ quan trọng.
