Ano ang One-Time Pad? Paliwanag sa Encryption at OTP

Ang one-time pad ay nag-e-encrypt ng mensahe gamit ang isang lihim at random na key na hindi mas maikli kaysa sa mensahe. Bagong pad material ang kailangan sa bawat encryption. Kapag natugunan ang mahihigpit na kondisyon, walang dagdag na impormasyong makukuha ang umaatake tungkol sa mensahe sa pagtingin sa ciphertext nito.

Maaari ring tumukoy ang OTP sa password o passcode para sa pag-login. Magkakaibang problema ang tinutugunan ng one-time pad, login OTP at link na isang beses lang nabubuksan.

Mga kondisyon ng isang tunay na one-time pad

Para sa n-bit na mensahe, kailangan ng binary na paraan ang n bagong lihim na pad bit:

• Pumili mula sa uniform distribution: dapat pare-pareho ang posibilidad na mapili ang bawat n-bit na key.
• Buuin ito nang independiyente sa mensahe at sa iba pang pad material.
• Panatilihin itong lihim sa nagmamasid.
• Gamitin ang bawat bahagi ng pad sa pag-encrypt ng iisang mensahe lamang. Huwag muling gumamit ng pareho o magkakapatong na bahagi para sa ibang encryption.

Ang mga palagay na ito ang batayan ng patunay ng seguridad sa kabanata ni Mike Rosulek tungkol sa one-time pad. Hindi sapat ang madaling tandaang parirala o paulit-ulit na key.

Isang halimbawa ng XOR na may apat na bit

Ang XOR, na isinusulat bilang ⊕, ay nagbibigay ng 0 kapag magkapareho ang dalawang bit at 1 kapag magkaiba. Pinagsasama ng encryption ang mensahe at pad; ginagamit muli ng decryption ang parehong pad.

Dito, 1010 ang mensahe, 0110 ang pad at 1100 ang ciphertext. Nakakansela ang pad kapag inulit ang XOR gamit ito. Ipinapakita lang ng halimbawa ang matematika; kailangan din sa tunay na pagmemensahe ang ligtas na pamamahala ng key at authentication.

Ano talaga ang ibig sabihin ng perfect secrecy?

Sa orihinal na papel ni Claude Shannon, seksiyon 10, ang perfect secrecy ay nangangahulugang hindi nagbabago ang mga posibilidad na itinatakda ng nagmamasid sa mga mensahe kapag nalaman niya ang ciphertext.

Hindi nito hinihinging pare-pareho ang posibilidad ng lahat ng mensahe. Kung mas malamang na ang isang mensaheng kapareho ang haba bago makita ang ciphertext, maaari pa rin itong maging mas malamang pagkatapos. Walang dagdag na ebidensiyang ibinibigay ang ciphertext. Hindi rin itinatago ng karaniwang modelong may nakapirming haba ang oras ng komunikasyon, mga kasangkot o haba ng mensahe.

Bakit nasisira ang garantiya kapag inulit ang pad?

Kung ginagamit ng dalawang mensaheng magkapareho ang haba ang iisang pad K, magiging C1 = M1 ⊕ K at C2 = M2 ⊕ K. Kapag pinagsama sa XOR ang kanilang ciphertext, nakakansela ang K:

C1 ⊕ C2 = M1 ⊕ M2

May nalalaman ang umaatake tungkol sa ugnayan ng mga mensahe. Hindi nito awtomatikong ibinubunyag ang dalawang buong teksto. Pero inilalantad ng isang kilalang bahagi ng plaintext ang katapat na bahagi ng pad at ng isa pang mensahe. Makakatulong din ang inaasahang estruktura para masubukan ang mga hula.

Mga praktikal na limitasyon sa labas ng equation

Kailangang naibahagi na ng dalawang panig ang sapat na lihim na pad material. Dapat nilang protektahan ang imbakan nito, pagtugmain ang kasalukuyang posisyon at pigilang magamit muli ang mga nagamit nang bahagi. Habang dumarami ang impormasyong ipinapadala, dumarami rin ang key na kailangang ipamahagi; hindi nilulutas ng XOR ang problemang iyon.

Ang pad lang ay walang integridad o pagpapatunay sa nagpadala. Kapag binago ang isang bit ng ciphertext, nagbabago ang katapat na bit ng na-decrypt na mensahe nang walang likas na babala. Hindi sapat ang pagiging lihim upang patunayan kung sino ang nagpadala o kung nabago ang mensahe.

One-time pad, login OTP at link na isang beses lang mabubuksan

Inilalarawan ng gabay ng NIST sa mga authenticator, seksiyon 3.1.4, ang mga login OTP na ginagawa mula sa lihim ng authenticator at sa oras o counter. Para sa authentication ang mga ito; hindi sila pad para sa pag-encrypt ng mensahe.

Saan pumapasok ang LOCK.PUB?

Ang gumagawa ng memo na protektado ng password ng LOCK.PUB ay para sa pagbabahagi ng memo na puwedeng buksang muli; hindi isang beses lang mabubuksan ang karaniwang memo bilang default. Hindi gumagamit ang LOCK.PUB ng one-time pad at hindi ito nagbibigay ng end-to-end encryption: pinoproseso ng server ang plaintext ng memo. Hiwalay na konsepto ang patakaran ng isang pagbubukas lang. Hinaharang ng ganitong patakaran ang mga bagong pagbubukas matapos maipakita ang nilalaman gamit ang tamang password; hindi nito binubura ang nakaimbak na nilalaman o binabawi ang mga download, screenshot at ibang kopya.

Para sa praktikal na pagbabahagi, basahin ang gabay sa lihim na memo. Ipinapaliwanag ng gabay sa pag-encrypt ng text online ang dapat unawain tungkol sa encryption at pagproseso ng data ng serbisyo kapag nagbabahagi ng text.

Mga madalas itanong

Imposible bang basagin ang one-time pad?

May perfect secrecy ang ideal na paraan kapag natugunan ang mga palagay nito. Kailangang hiwalay na isaalang-alang ang nalantad na pad, muling ginamit na bahagi, nakompromisong device at pagbabago sa mensahe.

Makakagawa ba ng tunay na pad mula sa maikling seed?

Kayang palawakin ng isang ligtas na pseudorandom generator ang maikling seed upang maging mas mahabang mask, na nagbibigay ng computational security sa ilalim ng ilang palagay. Hindi pantay ang posibilidad ng output nito sa lahat ng posibleng mas mahahabang string, kaya hindi nito ibinibigay ang perfect secrecy ng pad.

Ibig bang sabihin ng “one-time” ay nawawala ang mensahe?

Para sa pad, tumutukoy ito sa paggamit ng key. Para sa link, tumutukoy ito sa access. Hindi sapat ang alinmang termino upang patunayan ang pagbura o alisin ang mga kopyang nagawa na.