既知の平文攻撃の説明

既知の平文攻撃を理解する

20 年以上の経験を持つベテランのサイバーセキュリティ アナリストとして、私は悪意のある攻撃者がシステムに侵入し、機密データを侵害するために使用する進化する戦術を直接見てきました。そのような戦術の 1 つが既知の平文攻撃です。これは古くから存在していますが、今日のデジタル環境において依然として重大な脅威となっています。

既知の平文攻撃 (KPA) では、攻撃者は暗号化されたデータと元のデータの両方の一致したセットを利用して、基礎となる暗号化方式または秘密キーを解読します。

このサイバー攻撃シナリオでは、ハッカーはエンコードされた情報 (暗号文) だけでなく、元の変更されていない形式 (平文) も所有しています。次に、攻撃者は、2 つの間の類似点と相違点を調べて、特定の暗号化技術またはキーを推測しようとします。

たとえば、「blockchain」が「eorfnfkdlq」に置き換えられた場合、この知識は攻撃者が同じコードを使用するメッセージの他のセクションを解読するのに役立つ可能性があります。これは、特定の暗号化技術が最小限の情報でも知られている場合にどのように危険にさらされ、暗号化されたメッセージの解読につながる可能性があるかを示しています。

簡単に言うと、この種の攻撃は暗号化方式の欠陥を悪用し、侵入者が元のメッセージ (平文) とその暗号化されたバージョン (暗号文) の間の相関関係やリンクを特定できるようにします。適切に保護されていない場合、既知の平文を使用したこのような攻撃により、暗号化システムのセキュリティが侵害される可能性があります。

研究者として、私は仕事で周波数分析とパターン マッチングという 2 つの一般的な手法を頻繁に使用します。これらの戦略は、平文メッセージと暗号化メッセージの両方を解読するのに非常に役立ちます。頻度分析は、最も一般的に出現する文字や単語を特定するのに役立ちますが、パターン マッチングにより、隠された情報を明らかにする可能性のある繰り返しパターンを見つけることができます。

• 頻度分析: 攻撃者は、各文字または記号を特定のものに置き換える単純な暗号化方法を使用します。平文と暗号文の文字やパターンの頻度を比較することで、攻撃者はキーを暴いたり、メッセージの残りの部分を解読したりできます。
• パターン マッチング: 悪意のある攻撃者は、繰り返されるパターンを探します。同じ平文から同じ暗号文が得られる場合、暗号化テキストの傾向を特定し、それを使用して暗号化アルゴリズムを解明し、最終的にメッセージ全体を復号化できます。

既知の平文攻撃はどのように機能するのでしょうか?

侵入者は、基礎となる暗号化技術 (「リバース エンジニアリング」と呼ばれるプロセス) を解読しようとすることで、この既知のペアを悪用する可能性があります。最初は、彼らは正確な鍵や方法論を持っていないかもしれませんが、平文と暗号化されたテキストの単一のペアにアクセスできるだけで、暗号化コードの解読を開始するためのエントリ ポイントが提供されます。

基本的に、より多くの暗号化されたメッセージのペアを所有すると、攻撃者は暗号化技術とキーをより迅速に推測できるようになります。したがって、これにより、同じ方法でエンコードされた追加のメッセージを解読するプロセスが簡素化されます。

先ほどの「ブロックチェーン」と「eorfnfkdlq」のアナロジーに基づいて、このシナリオの背後にある潜在的な方法を分析してみましょう。

既知の平文攻撃の手順

• 既知のペアの収集: 攻撃者は、平文とそれに対応する暗号文のペアを収集します。これらは、通信の傍受、データ漏洩、またはその他の手段を通じて取得される可能性があります。
• パターンの分析: 攻撃者は、平文 (「ブロックチェーン」) 内の文字を暗号文 (「eorfnfkdlq」) 内の対応する文字と比較します。平文内の各文字が暗号文内の別の文字にどのように変換されるかを研究することで、攻撃者はパターンに気づく可能性があります。たとえば、文字「b」は「e」に、「l」は「o」に変わります。
• 暗号の推測: 攻撃者は、平文と暗号文の間の変更に基づいて、暗号化アルゴリズムについて知識に基づいた推測を行うことができます。たとえば、文字が固定の位置数だけシフトされている場合、攻撃者は「ブロックチェーン」の各文字がアルファベットの特定の位置数だけシフトされていることに気づく可能性があります。たとえば、シーザー暗号では、上の画像に示すように、各文字を 3 位置ずらすことができます。
• 暗号化の解読: 攻撃者はパターンや暗号化ルールを理解すると、その知識を応用してメッセージの他の部分、さらには同じキーやアルゴリズムを使用する将来のメッセージを復号化できます。

シーザー暗号の名前は、ジュリアス・シーザーが機密通信を保護するために使用したことに由来していることを聞いたことがありますか?

選択された平文攻撃 (CPA) と既知の平文攻撃 (KPA)

選択平文攻撃では、攻撃者は独自のメッセージ (平文) を選択し、その結果得られるエンコードされたバージョン (暗号文) を調べますが、既知平文​​攻撃では、攻撃者は元のメッセージについて事前に理解または知識を持っています。

簡単に言えば、CPA と KPA の主な違いは次のとおりです。

• 選択平文攻撃: 攻撃者は、必要な平文を選択して、それがどのように暗号文に暗号化されるかを調査できます。
• 既知の平文攻撃: 攻撃者はすでに平文と暗号文のペアにアクセスしており、平文を自ら選択することなく、この情報を使用して暗号化を分析します。

これらの違いを理解することは、強力な暗号防御を開発するために不可欠です。

これを聞いたことがありますか?フィッシングはハッカーが使用する卑劣な手法で、信頼できる存在を装い、人々を誤解させてパスワードなどの個人情報を漏洩させます。一方、平文とは、暗号化されておらず、誰でも簡単に読み取ることができるデータまたはメッセージを指します。

既知の平文攻撃から身を守るにはどうすればよいでしょうか?

予測可能なデータを使用した攻撃 (既知の平文攻撃) に対するセキュリティを確保するには、堅牢な暗号化方法を実装し、暗号化キーを機密に扱い、各セッションに個別のキーを割り当て、保護を強化するために暗号化手順にランダムな要素を組み込むことをお勧めします。

堅牢な暗号化方式を採用することで、既知の平文攻撃に対抗できる暗号化アルゴリズムを選択します。元のデータ (平文) の識別可能なパターンが暗号化されたデータ (暗号文) のパターンと一致しないようにすることで、Advanced Encryption Standard (AES) などの最新の暗号化アルゴリズムは、この種の攻撃に耐えるように設計されています。 AES は、一般的に使用される対称暗号化アルゴリズムであり、そのセキュリティと効率性が認められています。

暗号化キーを安全に管理して、不正使用を防ぎます。キーを安全な保管庫に保管し、定期的に更新し、堅牢なキー作成方法を採用します。さらに、データの個別の、容易に推測可能なセグメントを暗号化することは避けてください。代わりに、メッセージまたはファイル全体をエンコードすることで、既知のペアが悪用されないように保護します。

さらに、各セッションが一意の暗号化キーを使用するため、既知の平文攻撃の影響を最小限に抑えるために、個別のセッションとタスクに個別のキーを使用します。さらに、システム、ライブラリ、暗号化ツールを最新の状態に保ちます。定期的なアップデートには、脆弱性に対処するセキュリティ パッチが組み込まれることがよくあります。

データの元のテキスト (平文) をエンコードする前に、暗号化味付け (ランダムな値) を追加するのが賢明です。この独自の味付けにより、同じ平文が複数回暗号化された場合でも、それぞれの暗号化が確実に区別されます。さらに、既知の平文攻撃の影響を受けにくい暗号化技術を選択してください。最後に、暗号化アルゴリズムを選択するときは、必ず徹底的な調査を行ってください。