1.
對于RSA,給定大整數(shù)n分解的一對素因子p和q,p或q是否素數(shù)決定不了安全性,但決定算法的正確性,也就是說p或q不能為合數(shù),而安全性取決于n的位數(shù)及p、q的距離,n越大則難于素因子分解(因為素數(shù)測試是一個P問題,而因子分解是一個NP問題,其耗時是關(guān)于n的指數(shù)),|p - q|要大是為抵抗一種
特殊因子分解攻擊,論證如下:由(p+q)
2/4 - n = (p+q)
2/4 - pq = (p-q)
2/4,若|p - q|小,則(p-q)
2/4也小,因此(p+q)
2/4稍大于n,(p+q)/2稍大于n
1/2即根號n。可得n的如下分解法:a) 先順序檢查大于n
1/2的每一整數(shù)x,直至找到一個x使得x
2 - n是某一整數(shù)y的平方;b) 再由x
2 - n = y
2 得 n = (x+y)(x-y)。另外,p - 1和q - 1都應(yīng)有大素因子(所有因子皆是大素數(shù)),以抵抗可能的
重復(fù)加密攻擊(重復(fù)加密較少步后可恢復(fù)出明文)
2.
對于DH密鑰交換,通常選擇階為素數(shù)的有限循環(huán)(子)群,這時素數(shù)決定了安全性。因素數(shù)不能再因子分解,故避免了針對階為合數(shù)的質(zhì)因子分解且利用中國剩余定理求離散對數(shù)的(已知最好)攻擊。具體講就是為了防
index-calculus方法求解離散對數(shù),底層循環(huán)群G的素數(shù)模p要足夠大,長度1024位可實現(xiàn)80位安全等級,長度3072位可實現(xiàn)128位安全等級;另為了防
Pohlig-Hellman攻擊,G的階p-1必須不能因式分解為全部都是小整數(shù)的素數(shù)因子,且為了p-1的每個因子構(gòu)成的子群防
baby-step giant-step或
Pollards's rho攻擊,要求對80位安全等級而言,p-1的最小素因子必須至少為160位,而對128位安全等級,其至少為256位
3.
對于Hash函數(shù),安全性要求有三點:第一是單向性,由于壓縮函數(shù)理論上存在碰撞,因此單向性是指計算不可行,為什么要單向性?因為若不單向,則可從結(jié)果比如簽名逆出原文消息;第二是抗弱沖突性即
第1類生日攻擊,計算不可行;第三是抗強沖突性即
第2類生日攻擊,計算不可行。這三點要求,取決于壓縮函數(shù)是否能抗差分、線性等密碼分析
4. 周知
Shamir門限方案基于多項式的拉格朗日插值公式,普遍的設(shè)計采用GF(q)域上的多項式,秘密s為f(0),q是一個大于n的大素數(shù)(n是s被分成的部分數(shù))。正常來講,參與者個數(shù)必須至少是設(shè)計時的k,才能恢復(fù)出正確的s。如果個數(shù)少于k比如k-1,則只能猜測s0=f(0)以構(gòu)建第k個方程,那么恢復(fù)得到的多項式g(x)等同設(shè)計時的多項式f(x)的概率是1/q。因為g(x)的項系數(shù)可以看作關(guān)于s0的同余式即h(s0)=(a+b*s0)mod q的形式,因q為素數(shù),故依模剩余系遍歷定理,當s0取GF(q)一值時,則h(s0)唯一對應(yīng)另一值。所以h(s0)等于f(0)的概率為1/q。由此可見,當q取80位以上,敵手攻擊概率不大于1/2
80,這已經(jīng)很低了。這種門限方案如同RSA加密,再次佐證了素數(shù)越大安全性越高
5.
PGP是密碼學(xué)經(jīng)典應(yīng)用,體現(xiàn)在首先支持保密與認證業(yè)務(wù)的正交,即獨立或組合,且組合時按認證、壓縮、加密的順序,這個順序是經(jīng)考究有優(yōu)勢的;其次會話密鑰是一次性的,由安全偽隨機數(shù)生成器生成,且按公鑰加密;最后使用自研的密鑰環(huán)與信任網(wǎng)解決公鑰管理問題。理論本質(zhì)上,PGP提供的是一種保密認證業(yè)務(wù)的通用框架,因為具體的對稱加密算法、隨機數(shù)生成、公鑰算法,都可依需要靈活選配擴展。PGP有兩個問題跟組合與概率相關(guān),一個是算密鑰環(huán)N個公鑰中,密鑰ID(64位)至少有兩個重復(fù)的概率?設(shè)所求概率為p,先算任意兩個不重復(fù)的概率q,令m=2
64,則q=m!/((m-N)!*m
N),則p=1-q,不難看出,N越小則q越大則p越小,因?qū)嶋H應(yīng)用N<<m,故p非常小可忽略,即PGP取公鑰中最低64有效位作密鑰ID,是可行的。另一個是簽名摘要暴露了前16位明文,對哈希函數(shù)安全的影響有多大?這問題意思應(yīng)該是敵手拿到消息后但沒發(fā)送方的私鑰作簽名,只能窮舉變換原消息并求哈希值,使之與消息摘要剩余位組相等。這本質(zhì)是求
兩類生日攻擊碰撞概率大于0.5時所需的輸入量。在僅認證模式中,抗弱碰撞計算量降低為原來的1/2
16,抗強碰撞計算量至少降低為原來的1/2
8。另外,考慮到這16位明文可能的特殊性,有沒更快的代數(shù)攻擊,需進一步研究
posted on 2023-09-28 08:04
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