Kryptographie für CTFs · 2020. 7. 2. · Ferdinand Sauer - Kryptographie KITCTF Nicht Wissenschaftlich Dafür Vorlesungen und Praktika aus „Kryptographie und Sicherheit“ Die

KITCTF

KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kitctf.de

Kryptographie für CTFsEine Einführung

KITCTFFerdinand Sauer - Kryptographie

Nicht WissenschaftlichDafür Vorlesungen und Praktika aus „Kryptographie und Sicherheit“

Die Grundlagen für CTF-Anfänger

11/13/20182

Einführung

“Cryptography is the practice and study of techniques for secure communication in the presence of third parties.” Wikipedia

KITCTFFerdinand Sauer - Kryptographie11/13/20183

Übersicht — Erste Dimension

Symmetrisch

Asymmetrisch

Pseudozufalls- generator

Feistel-netzwerk,Permutation / Substitution,

…


VerschlüsselungAuthentifizierung („Echtheit“)

Hash-FunktionenPseudozufallsgeneratorenProof-of-KnowledgeCommitments…

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Übersicht — Zweite Dimension


Caesar-ChiffreJeder Buchstabe wird um festen Werk k verschoben

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Klassiker

Brechen durch ausprobieren oder durch Häufigkeitsanalysen einfach möglichWird heutzutage immer noch verwendet (spiegel.de Paywall)Beispiel für Substitution

k = 3



Vigenère-ChiffreWähle Schlüsselwort und verschiebe jeden Buchstaben entsprechend dem Schlüsselbuchstaben

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Klassiker

Schlüssellänge bestimmen und dann Caesar-Chiffre für jede Schlüsselposition einzeln brechenNoch ein Beispiel für Substitution


BlockchiffrenVerschlüsselt Blöcke fester LängeBetriebsmodus wird zur Verschlüsselung längerer Daten verwendet

StromchiffrenPseudozufälliger Schlüsselstrom wird aus Schlüssel abgeleitet Schlüsselstrom wird mit Klartext kombiniert

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Symmetrische Verschlüsselungen


Stromchiffren


RC4, SEAL, Salsa20, CryptMT, …

Mögliche Angriffe:Bekannter Klartext:Aus einem bekannten Klartext m mit passendem Chiffrat c kann der Schlüsselstrom K rekonstruiert werden

K = m ⊕ c

Key-Reuse:Sind c1 und c2 mit dem gleichen Schlüssel verschlüsselt worden, dann kann man m1 ⊕ m2 wie folgt berechnen.

c1 ⊕ c2 = m1 ⊕ m2

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Stromchiffren


DES, IDEA, RC5, AES, Blowfish, …

Block- und Schlüssellänge

Padding: Erweitern der Nachricht auf Blocklänge

BetriebsmodiElectronic Code Book (ECB)Cipher Block Chaining (CBC)Counter Mode (CTR)…

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Blockchiffren


Verschlüssle jeden Block einzelnProbleme:

Dateneinfügen möglichDeterministisch

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Electronic Code Book


Verschlüsseln: Enc(Block XOR dem vorigen Chiffrat-Block)Entschlüsseln: Dec(Chiffrat-Block) XOR vorigem Chiffrat-BlockInitialisierungsvektor zufälligProbleme:

Verlust eines Chiffrat-Blocks führt zu Verlust 2er Klartextblöcke

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Cipher Block Chaining


Padding: Klartext wird auf Blocklänge aufgefüllt.Bsp.: PKCS#7 x Byte fehlen zum vollen Block. Fülle jedes der Bytes mit dem Wert x.

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CBC Padding Oracle


CBC Padding Oracle

Über Änderung am vorletzten Block lässt sich über das Paddingorakel der letzte Block komplett bestimmen


Verschlüsselung:

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Asymmetrische Kryptosysteme

Signatur:

RSAElgamalMcEliece…

RSAElgamalDSA…


●

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RSA


●

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RSA


Bedingung Angriff KomplexitätKeine Faktorisierung exp(log(N)^(1/3)loglog(N)^(2/3))

Kleines d Wiener‘s Attack Polynomiell m < N^(1/4) Wurzel ziehen PolynomiellSenden der gleichen Nachricht an viele Empfänger mit selben

Håstad's broadcast attack

Polynomiell

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Angriffe auf RSA

Und viele mehr!

https://de.wikipedia.org/wiki/Zahlk%C3%B6rpersieb

https://en.wikipedia.org/wiki/Wiener's_attack

https://en.wikipedia.org/wiki/Wiener's_attack

https://en.wikipedia.org/wiki/Coppersmith's_attack#H%C3%A5stad%27s_broadcast_attack





Leonard Schönborn für die FolienStefan fürs Organisieren der Folien

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Danke


ctf.bplaced.net (Crypto 20 + Crypto 30)Picoctf.comcryptopals.comoverthewire.org/wargames/krypton

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Aufgaben

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