Time-memory tradeoff útoky

Abstract

Martin Hellman popsal první time-memory tradeoff útok na blokové šifry. Jedná se o útok s volbou otevřeného textu, ve kterém útočník předpočítá velké množství dat k jedné blokové šifře a pak jej může opakovaně využít k útoku na danou šifru. Vylepšení, které navrhl Ron Rivest, zrychluje útok tím, že snižuje počet čtení z disku. Další pozměnění původního útoku s názvem duhové tabulky zrychluje útok ještě více a přináší další výhody. Time-memory tradeoff útoky mohou být využity také na proudové šifry jako útoky se znalostí otevřeného textu. Tato bakalářská práce popisuje původní útok, jeho vylepšení a úpravu pro proudové šifry. Jako příklad je shrnut útok na konkrétní proudovou šifru A5/1. Je navržen nový time-memory tradeoff útok na blokové šifry nazývaný r-barevné duhy. Tento nový útok je úpravou Hellmanova útoku a sdílí společné prvky s duhovými tabulkami. Vlastnosti těchto tří útoků jsou porovnány a závěrem je, že pro určité blokové šifry, může být navržený útok nejefektivnější.

Martin Hellman proposed the first time-memory tradeoff attack on block ciphers. It is a chosen plaintext attack, in which the attacker precomputes a large amount of data for some block cipher and can then use it repeatedly in attacks on that block cipher. An improvement suggested by Ron Rivest speeds up the attack by reducing the number of memory accesses. Another modification of the original attack called rainbow tables speeds up the attack even more and brings other advantages. Time-memory tradeoff attacks can also be applied to stream ciphers as known plaintext attacks. This bachelor thesis describes in detail the original attack, its improvements and a modification to stream ciphers. As an example, we summarize an attack on A5/1, a stream cipher used in mobile phones. We also propose a new time-memory tradeoff attack on block ciphers called r-coloured rainbows. The new attack is a modification of Hellman's attack and shares similarities with the rainbow table attack. We give a comparison of the properties of the three attacks and conclude that, for certain block ciphers, our attack may be the most effective of the three.