松山高中密碼學入門

大家午安 ~ 我是 HrJ

現任 TDOHacker

總召兼北區召集人

現任 Leukocyte-Lab
營運長

本日主題 :

讓人好想睡覺的密碼學

不讓你睡的密碼學 <3

先讓我們來看看生活中的密碼學

為什麼上網連線一定要加密 ?

不走 HTTPS 可能密碼遭側錄

沒加密的HTTP可是綿羊牆常客呢

沒加密隨時可能被側錄

Secure Sockets Layer (SSL)

1995 年出 2.0 的公開版
1996 年出 3.0 版 (因為 2.0 安全性問題)
1999 年被 TLS 1.0 取代

Transport Layer Security (TLS)

將 SSL 3.0 標準化與修改後成為 TLS 1.0
2006 年 TLS 1.1
2008 年 TLS 1.2

為什麼 WIFI 一定要加密 ?

為什麼密碼&敏感資訊一定要加密？

當 DB 被竊時一覽無遺

密碼沒加密可能在郵件傳輸時洩露

常用加密法可簡分成兩種

對稱式加密法
非對稱式加密法

何謂對稱式加密？

知名對稱式加密演算法：

進階加密標準
(Advanced EncryptionStandard,AES)

由來：NIST為了取代DES於1997年4月正式公告徵求下一代的區塊加密碼器AES，以保護敏感(sensitive)但非機密(unclassified)的聯邦資料。
演算法：Rijndael演算法
演算法特色：強度高、適合用於高速網路並且容易在硬體上實作。

何謂非對稱式加密？

知名非對稱演算法

RSA 加密演算法

基礎：以質數同餘有限體（ Galois ）的指數運算為基礎 – 指數運算需要 O((log n)3) 個運算 (簡單問題)
安全性：建立在分解大質數的困難度上 -> 因數分解需要 O(e log n log log n) 個運算 (困難問題)
強度：若使用很大的整數(≧1024位元)，就會難以找出最大公因數。

P=61、Q=53

N=61 x 53=3233

φ(3233)=(61-1)(53-1)3120

E需符合1<E<3120且與3120互質

選擇E=17

計算模反元素得D=2753

這時候就可以開始進行加、解密動作，假設明文M=65

加密C=MEmodN=6517mod3233=2790

解密M=CDmodN=27902753mod3233=65

講完這兩項

不會有人跟我說也可以用 MD5 加密吧?

何謂雜湊函數(Hash)

說明：

雜湊函數將任何長度的訊息輸入後加以壓縮，轉換而成為一個長度較短且固定的輸出

應用：

確保資料傳送的完整性
數位簽署
密碼儲存
訊息確認

Message Digest 5 (MD5)

原理：MD5 會將 512 位元區塊分成 16 個 32 位元的區塊，來處理輸入文字。
特性：輸入為一個 512 位元的區塊，輸出為一個 128 位元的訊息摘要。
應用：UNIX/Linux 的 shadow 密碼就是此種技術、驗證檔案完整性。

MD5("The quick brown fox jumps over the lazy dog")
= 9e107d9d372bb6826bd81d3542a419d6

MD5("The quick brown fox jumps over the lazy cog")
= 1055d3e698d289f2af8663725127bd4b

MD5 線上驗證

安全雜湊演算法
(Secure Hash Algorithm )

特性：輸入的訊息不能超過 2的64次方個位元，SHA 產生160位元的雜湊值
原理：輸入的訊息會被分成多個 512位元的區段來處理
優點：比MD5能夠預防暴力攻擊 (因為多了32位元)
應用：知名的電子郵件安全性協定PGP就是使用此種演算法。

密碼、連線、資料加密的好處

帳密、信用卡卡號等敏感資料不易因封包側錄而遭竊取。
資料庫洩露時，讓駭客需要花時間破解。
上傳雲端的資料加密，可以保護個人隱私與檔案私密性。

基礎密碼學

何為密碼學？

利用數學方法進行加解密的科學

密碼系統由以下幾項組成：

明文 (Plaintext)
密文 (Ciphertext)
加密演演算法 (Encryption Algorithm)
解密演算法 (Decryption Algorithm)

何謂金鑰 (Key)？

就是一把鑰匙

金鑰是用來和加密演算法產生特定密文的字串。
金鑰是一組有一定長度的數字或符號字串，其大小通常以位元(bit)為單位。
金鑰常是演算法則內的一個變數，所以不同的金鑰會產生不一樣的密文。
就密碼學而言，金鑰長度越長，密文就越保密。

何謂加密技術的強度？

影響加密技術強度的因素

演算法強度
金鑰保護機制
金鑰的長度

密碼學上所謂的安全是指？

因為世界上沒有不能被破解的密碼

破解所需要的成本高於該訊息的價值
破解所需要的時間超過該金鑰的壽命

加密的安全性建立於:

Heartbleed

POODLE

Freak

密碼系統分類？

通常可以按照 :

將明文轉換為密文所使用運算方法上的差異
使用金鑰個數的差異
處理明文方法上的差異

將明文轉換為密文
所使用運算方法上的差異：

取代 (substitution)
置換 (transposition)
相乘 (product)

沒規律的單純字母替換

加入關鍵字的混合表

位移加密法

使用金鑰個數的差異：

私密鑰匙(secret-key)，或傳統加密系統
非對稱性或公開鑰匙加密系統
雜湊 (HASH)

處理明文方法上的差異：

資料區段加密法 (block cipher)
資料流加密法 (stream cipher)

大概講完了基本的密碼學常識

手把手來玩簡單加解密

斯巴達加密棍

明文：Legbone is black hat hacker

轉換成：

legbo
neisb
lackh
athac
ker

密文：lnlakeeategichrbskaobhc

松山高中 密碼學入門

大家午安 ~ 我是 HrJ

現任 TDOHacker

總召兼北區召集人

現任 Leukocyte-Lab 營運長

本日主題 :

讓人好想睡覺的密碼學

不讓你睡的 密碼學 <3

先讓我們來看看生活中的密碼學

為什麼上網連線一定要加密 ?

不走 HTTPS 可能密碼遭側錄

沒加密的HTTP可是綿羊牆常客呢

沒加密隨時可能被側錄

Secure Sockets Layer (SSL)

Transport Layer Security (TLS)

為什麼 WIFI 一定要加密 ?

為什麼密碼&敏感資訊一定要加密？

當 DB 被竊時一覽無遺

密碼沒加密可能在郵件傳輸時洩露

常用加密法可簡分成兩種

何謂 對稱式加密 ？

知名對稱式加密演算法：

進階加密標準 (Advanced EncryptionStandard,AES)

由來：NIST為了取代DES於1997年4月正式公告徵求下一代的區塊加密碼器AES，以保護敏感(sensitive)但非機密(unclassified)的聯邦資料。

演算法：Rijndael演算法

演算法特色：強度高、適合用於高速網路並且容易 在硬體上實作。

何謂 非對稱式加密 ？

知名非對稱演算法

RSA 加密演算法

基礎：以質數同餘有限體（ Galois ）的指數運算為基礎 – 指數運算需要 O((log n)3) 個運算 (簡單問題)

安全性：建立在分解大質數的困難度上 -> 因數分解需要 O(e log n log log n) 個運算 (困難問題)

強度：若使用很大的整數(≧1024位元)，就會難以找出最大公因 數。

講完這兩項

不會有人跟我說也可以用 MD5 加密吧?

何謂雜湊函數(Hash)

說明：

應用：

Message Digest 5 (MD5)

MD5 線上驗證

安全雜湊演算法 (Secure Hash Algorithm )

密碼、連線、資料加密的好處

基礎密碼學

何為密碼學？

利用數學方法進行加解密的科學

密碼系統由以下幾項組成：

何謂金鑰 (Key)？

就是一把鑰匙

何謂加密技術的強度？

影響加密技術強度的因素

密碼學上所謂的安全是指？

因為世界上沒有不能被破解的密碼

破解所需要的成本高於該訊息的價值

破解所需要的時間超過該金鑰的壽命

加密的安全性建立於:

Heartbleed

POODLE

Freak

密碼系統分類？

通常可以按照 :

將明文轉換為密文 所使用運算方法上的差異：

沒規律的單純字母替換

加入關鍵字的混合表

位移加密法

使用金鑰個數的差異：

處理明文方法上的差異：

大概講完了基本的密碼學常識

手把手來玩簡單加解密

斯巴達加密棍

凱薩加密法

豬圈密碼(共濟會密碼)

數學公式變化 - 模乘法

假設加密公式為 :

C=(M*5) mod 26

其密碼表為 :

那怎麼求解密公式呢 ?

剛剛乘五所以現在就除五?

那我們來套套看

M=(C÷5) mod 26

好像不通ㄟ

其實我們該取的應該是