वन-टाइम पैड क्या है? एन्क्रिप्शन और लॉगिन OTP का अंतर

वन-टाइम पैड (one-time pad) संदेश को उतनी ही लंबी गुप्त रैंडम कुंजी से एन्क्रिप्ट करता है। हर एन्क्रिप्शन के लिए कुंजी का नया, पहले कभी इस्तेमाल न हुआ हिस्सा लिया जाता है। कड़ी शर्तें पूरी होने पर एन्क्रिप्ट किए गए संदेश को देखने से हमलावर को मूल संदेश के बारे में कोई अतिरिक्त जानकारी नहीं मिलती।

OTP का मतलब लॉगिन के लिए एक बार इस्तेमाल होने वाला पासवर्ड या कोड भी हो सकता है। वन-टाइम पैड, लॉगिन OTP और केवल एक बार खुलने वाला लिंक अलग-अलग समस्याएँ हल करते हैं।

असली वन-टाइम पैड की शर्तें

बाइनरी प्रणाली में n-बिट संदेश के लिए n नई और गुप्त पैड बिट्स चाहिए:

कुंजी का चयन समान वितरण से हो: हर संभव n-बिट कुंजी के चुने जाने की संभावना बराबर होनी चाहिए।
कुंजी संदेश और कुंजी के अन्य हिस्सों से स्वतंत्र रूप से बनाई जाए।
उसे देखने वाले व्यक्ति से गुप्त रखा जाए।
कुंजी के हर हिस्से से केवल एक संदेश एन्क्रिप्ट किया जाए। दूसरे एन्क्रिप्शन में पहले इस्तेमाल हो चुके हिस्से या उससे ओवरलैप करने वाले हिस्से को दोबारा न लें।

इन्हीं मान्यताओं पर Mike Rosulek के वन-टाइम पैड अध्याय में दिया गया सुरक्षा प्रमाण आधारित है। आसानी से याद रहने वाला वाक्य या बार-बार दोहराई जाने वाली कुंजी इन शर्तों को पूरा नहीं करती।

चार बिट का XOR उदाहरण

XOR को ⊕ से लिखा जाता है। दोनों बिट समान हों तो परिणाम 0 और अलग हों तो 1 होता है। एन्क्रिप्शन में संदेश और पैड को जोड़ा जाता है; डिक्रिप्शन के लिए उसी पैड को फिर लगाया जाता है।

चरण	गणना	परिणाम
एन्क्रिप्शन	`1010 ⊕ 0110`	`1100`
डिक्रिप्शन	`1100 ⊕ 0110`	`1010`

यहाँ संदेश 1010, पैड 0110 और एन्क्रिप्ट किया गया संदेश 1100 है। उसी पैड से दोबारा XOR करने पर पैड का प्रभाव हट जाता है। यह उदाहरण गणित समझाता है; वास्तविक संदेश भेजने के लिए सुरक्षित कुंजी प्रबंधन और प्रमाणीकरण भी चाहिए।

पूर्ण गोपनीयता का असली अर्थ

Claude Shannon के मूल शोधपत्र के खंड 10 में पूर्ण गोपनीयता का अर्थ है कि एन्क्रिप्ट किए गए संदेश को जानने के बाद भी पर्यवेक्षक जिन संभावनाओं को अलग-अलग मूल संदेशों से जोड़ता है, वे नहीं बदलतीं।

इसका मतलब यह नहीं है कि सभी संदेशों की संभावना बराबर होनी चाहिए। यदि समान लंबाई का कोई संदेश पहले अधिक संभावित लगता था, तो बाद में भी ऐसा रह सकता है। एन्क्रिप्ट किया गया संदेश कोई नया प्रमाण नहीं देता। सामान्य निश्चित-लंबाई वाला मॉडल बातचीत का समय, उसमें शामिल लोग या संदेश की लंबाई भी नहीं छिपाता।

पैड दोबारा इस्तेमाल करने से यह गारंटी क्यों टूटती है

यदि समान लंबाई के दो संदेश एक ही पैड K का इस्तेमाल करते हैं, तो C1 = M1 ⊕ K और C2 = M2 ⊕ K मिलते हैं। दोनों एन्क्रिप्ट किए गए संदेशों को XOR करने पर K हट जाता है:

C1 ⊕ C2 = M1 ⊕ M2

हमलावर को दोनों संदेशों के बीच का संबंध पता चलता है। इससे दोनों पूरे मूल संदेश अपने-आप सामने नहीं आते। लेकिन मूल संदेश का कोई हिस्सा ज्ञात हो, तो उससे संबंधित पैड का हिस्सा और दूसरे संदेश का उसी स्थान वाला हिस्सा खुल जाता है। अनुमान लगाने योग्य संरचना भी हमलावर को अपनी धारणाएँ जाँचने में मदद कर सकती है।

समीकरण से आगे की व्यावहारिक सीमाएँ

दोनों पक्षों के पास पहले से पर्याप्त साझा गुप्त पैड होना चाहिए। उन्हें उसका भंडारण सुरक्षित रखना, इस्तेमाल की स्थिति एक जैसी रखना और इस्तेमाल हो चुके हिस्सों को दोबारा लागू होने से रोकना पड़ता है। जितनी अधिक जानकारी भेजी जाए, उतनी ही अधिक कुंजी बाँटनी पड़ती है; XOR की गणना इस समस्या को हल नहीं करती।

अकेला पैड न तो संदेश की अखंडता सुनिश्चित करता है, न भेजने वाले का प्रमाणीकरण। एन्क्रिप्ट किए गए संदेश की एक बिट बदलने से डिक्रिप्शन के बाद उसी स्थान की बिट बदल जाती है और इसकी कोई अंतर्निहित चेतावनी नहीं मिलती। केवल गोपनीयता से यह तय नहीं होता कि संदेश किसने भेजा या उसे बदला गया है या नहीं।

वन-टाइम पैड, लॉगिन OTP और एक बार देखने वाले लिंक में अंतर

शब्द	उद्देश्य	“एक बार” का अर्थ
वन-टाइम पैड	संदेश की सामग्री एन्क्रिप्ट करना	कुंजी का हर हिस्सा केवल एक एन्क्रिप्शन के लिए इस्तेमाल होता है
लॉगिन OTP	उपयोगकर्ता के पास प्रमाणीकरण साधन होने की पुष्टि करना	बना हुआ कोड अपनी वैध अवधि में एक बार स्वीकार होता है
एक बार देखने वाला लिंक	सेवा के ज़रिए पहुँच सीमित करना	एक बार सफलतापूर्वक खोलने के बाद नए अनलॉक रोक दिए जाते हैं

NIST के प्रमाणीकरण साधनों संबंधी मार्गदर्शन का खंड 3.1.4 ऐसे लॉगिन OTP समझाता है जो प्रमाणीकरण साधन के गुप्त मान और समय या काउंटर से बनते हैं। वे प्रमाणीकरण के लिए हैं, संदेश एन्क्रिप्ट करने वाले पैड नहीं।

LOCK.PUB की भूमिका

LOCK.PUB का पासवर्ड से सुरक्षित मेमो पहुँच को नियंत्रित करने की सुविधा देता है। यह वन-टाइम पैड लागू नहीं करता और न ही एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन या ज़ीरो-नॉलेज मॉडल देता है: सर्वर मेमो के मूल पाठ को संसाधित करता है। सामान्य मेमो लिंक डिफ़ॉल्ट रूप से कई बार खोले जा सकते हैं। यदि एक बार देखने वाला विकल्प चुना जाए, तो सही पासवर्ड से सामग्री एक बार सफलतापूर्वक दिखने के बाद नए अनलॉक रुकते हैं; इससे संग्रहीत सामग्री तुरंत नहीं मिटती और डाउनलोड, स्क्रीनशॉट या दूसरी प्रतियाँ वापस नहीं ली जा सकतीं।

व्यावहारिक रूप से साझा करने के लिए गुप्त मेमो गाइड पढ़ें। टेक्स्ट एन्क्रिप्शन गाइड बताती है कि टेक्स्ट की सुरक्षा करते समय किन बातों पर ध्यान देना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

क्या वन-टाइम पैड को तोड़ना असंभव है?

आदर्श प्रणाली अपनी मान्यताओं के अंतर्गत पूर्ण गोपनीयता देती है। पैड का खुल जाना, हिस्सों का दोबारा इस्तेमाल, उपकरणों में घुसपैठ और संदेश से छेड़छाड़ अलग से विचार करने वाले जोखिम हैं।

क्या छोटे सीड से असली पैड बनाया जा सकता है?

सुरक्षित छद्म-यादृच्छिक जनरेटर छोटे सीड को लंबे मास्क में बदल सकता है और कुछ मान्यताओं के अंतर्गत गणनात्मक सुरक्षा दे सकता है। उसका आउटपुट सभी संभव लंबी बिट-श्रृंखलाओं में समान रूप से वितरित नहीं होता, इसलिए वह पैड जैसी पूर्ण गोपनीयता नहीं देता।

क्या “एक बार” का अर्थ है कि संदेश गायब हो जाएगा?

पैड के मामले में यह कुंजी के इस्तेमाल को बताता है। लिंक के मामले में यह पहुँच को बताता है। इनमें से कोई भी शब्द अपने-आप सामग्री मिटने का प्रमाण नहीं है और न ही किसी की पहले से बनाई हुई प्रतियाँ हटाता है।