Cryptographic Protection of Computer Information

Date: June 26, 2004, Source: Computer Crime Research Center, By: Natalya Akhtyrskaya

Cryptooperation is a process of replacement and/or rearrangement of some or another symbols (bytes, bits) of an initial message using a special algorithm in accordance with the given key (a kind of a password).

There are two types of cryptooperation in cryptology: symmetrical and asymmetrical. The first is sometimes called “a one-key cipher” or a cipher with a secret key. Symmetry lies in one secret key used for encryption and deciphering of one message. Symmetrical ciphers are best suited for cases when computer information is just stored on the hard disk, floppies or other mediums. One-key ciphers are very foolproof, but are rarely used when, for example, you may need to send a closed message through e-mail. The answer is that if the user protects his letter with a symmetrical cipher, then he needs to send a key by some other way. However many users regard that this way cannot absolutely guarantee total inviolability of the message in transit.
Therefore another kind of cryptooperation is of special interest. Otherwise it can be named a two-key cipher or a public-key cipher. The key for deciphering differs from the key used at encryption. These ciphers use one key to encipher the message and a different key to decipher the message. This allows the enciphering key to be exposed without the code being compromised. This cipher is much slower than the symmetric cipher and so is usually used to send the key to a symmetric cipher. To prevent others from seeing the message between the two ciphers, most public key ciphers use an authentication device as well. This gives an assurance that a message has not been modified in transit or storage. Algorithms of asymmetric ciphers use mathematical function of multiplication of two numbers.

There are several tens of national and international standards of encryption that are time-proved. Symmetric ciphers is DES (Data Encryption Standard), created in due time by IBM and is used in the US as a federal standard. IDEA (International Data Encryption Algorithm), RC and Russian an all-Union State Standard 28147-89 are also the most advanced symmetric ciphers. Among public-key ciphers we may note MD 20899, ISO/IEC/DIS 9594-8, X.509. An expert could probably face with these standards and thus their knowledge will help efficiently plan his investigative work.

PGP (Pretty Good Privacy) is one of the most advanced programs to solve any diagnostic expert tasks produced by PGP Inc., www.pgp.com. Some versions of this software are available for different operation systems: MS DOS, MS Windows 95|98|NT|2000|XP, Macintosh and UNIX. It is a set of tools based on the most reliable from the existing algorithms of encrypting.
Phil Zimmerman, American programmer has founded the beginning of encryption in the early 90s. At that time the US were about to restrict a wide use of cryptographic algorithms as they didn’t allow special services to freely read enciphered messages. In response to that, Zimmerman placed a free version of his tool on the Internet and hence this made Zimmermann the target of a three-year criminal investigation.

PGP uses a mixed cryptographic system, in fact it uses both symmetric and asymmetric systems. PGP uses both of these systems because:

- When you use a symmetric system (with a secret key) you have necessarily to worry about how to exchange the secret key with the recipient of message, so you could prefer an asymmetric system. (3400)

- The used asymmetric system takes a lot of time to encrypt the whole message (it's about 4000 times slower than the used symmetric system).

First PGP versions (up to 5.0) used the RSA algorithm (asymmetric system), and the IDEA algorithm (symmetric system). In a nutshell, in PGP the RSA algorithm encrypts a secret key which actually encrypt the bulk data. However the latest version uses two different algorithms: DSS/Diffie-Hellman and CAST (but if you are using the international version, you can choose to use RSA or DSS/Diffie-Hellman algorithms as an asymmetric system, and CAST, Triple-DES or IDEA algorithms as a symmetric system). When you use PGP you have to know 2 keys: the recipient's public key and your private key. That's all. In fact there is always a couple of keys strictly related each other: a public key and its corresponding private key. So when you encrypt a message you have to know the recipient's public key only (you know it because it's a PUBLIC key and all people knows it!). When the recipient receives your encrypted message, he decrypts it by means of his private key (this is a private key and so nobody except him knows the key!). In addition, maybe the recipient want to answer to you by sending an encrypted reply after reading your message. In this case he has to encrypt his message by means of your public key. When you receive his encrypted message, you will decrypt it by means of your private key. This is an asymmetric cryptographic system. In other words, all people knows others' public keys, but only each encrypted message's recipient knows his own private key to decrypt it.

However you have to know that PGP doesn't use RSA (or DSS/Diffie-Hellman in latest versions) to encrypt your message! PGP encrypt your message by means of the IDEA algorithm (or CAST or Triple-DES in latest versions). IDEA is a symmetric system, but you have not to know a private key to encrypt the message by means of IDEA. In fact PGP creates a temporary secret key randomly just for that message you are encrypting in that moment (if you encrypt again the same message, PGP will create a new absolutely different key again). After creating the secret key, PGP encrypt the message using that key. Finally PGP encrypt the secret temporary key (used to encrypt the message) by means of RSA (using the recipient's public key) and then sends it with the encrypted key used to encrypt it. When the recipient receives the message, its copy of PGP decrypts the key by means of the recipient's private key (remember: only the recipient can decrypt that key by means of his private key) and then it uses the decrypted key to actually decrypt the message.

It is necessary to note that, even using the most powerful computers, it will take centuries to decipher the message encrypted by PGP. Therefore A main expert method to access protected by these means data is a brute force.

At present there are quite a few special programs to “crack”, for example such as FZC104, PCZcrack, AZPR and other freeware on the Internet. All these tools use one of two approaches at user’s choice. They either pick up a password using a huge dictionary or attack frontally (brute force) searching all possible combinations.

However even simple calculations show that expert cracking of password may become an impossible operation due to its time duration. So, “brute force” (searching all possible combinations) with a speed of 200,000 combinations per second (it is approximately a PC Pentium 100 capability) for a password of six digits will be as the following:
Time of searching password of 6 digits

Combination of symbols Maximum time

Numbers only 5.0 seconds

Small letters only 25.7 minutes

Symbols only 1.8 hours

Small and capital letters 27.5 hours

Small, capital letters, numbers 3.3 days

Small, capital letters, numbers, symbols 42.5 days

If the length of the password is 24 digits, then it turns to be thousands of years. Therefore, in cases when diagnostics of short passwords gives a negative result, other methods should be applied. At the same time, use of similar software to conduct expert examination with corresponding approbation, certification and its further inclusion in forensic computer examination is perfectly acceptably. Therein, it is strongly recommended to draw experts’ attention to software similar to Advanced ZIP Password Recovery that allows opening ZIP archives.
Advanced ZIP Password Recovery (or simply AZPR) is a program recover (break) lost or forgotten passwords for a ZIP/PKZip/WinZip archives. Unfortunately, there is no known method to extract the password from the compressed file; so the only available methods are brute-force, dictionary-based and known-plaintext attacks. Here is a brief list of AZPR's advantages:

- The program has a convenient user interface

- The program is very fast: on 1GHz CPU, it tests about fifteen million passwords per second (or about a billion passwords per minute) -- according to independent reviewers and experts, the fastest ZIP cracker in the world!

- Very fast and effective known plaintext attack is available

- The program can work with archives containing only one encrypted file

- All compression methods (storing, imploding, shrinking, inflating) are supported

- Self-extracting archives are supported

- The program is customizable: you can set the password length (or length range), the character set to be used to generate the passwords, and a lot of other options

- You can select the custom character set for brute-force attack (non-English characters are supported)

- Dictionary-based attack is available

- The "brute-force with mask" attack is available

- No special virtual memory requirements

- You can interrupt the program at any time, and resume from the same point later

- The program can work in the background, using the CPU only when it is in idle state.
Speed of picking up password varies from 1 through 2 million of passwords per second. When the option ‘all printed symbols may be in the password’ is selected, the speed for 5 digits is 2 hours, 6 digits – more than 7 days, 7 digits – more than a year. Maximum number of digits is 20. (6000)

http://www.crime-research.org/articles/Akhtyrskaya0604/

Перевод Шифровальная Защита Компьютерной Информации

Дата: 26 июня 2004, Источник: Компьютерный Исследовательский центр Преступления: Natalya Akhtyrskaya

Cryptooperation - процесс замены и/или перестановки некоторых или других символов (байты, биты(частицы)) начального сообщения, используя специальный алгоритм в соответствии с данным ключом (своего рода пароль).

Есть два типа cryptooperation в криптологии: симметрический и асимметричный. Первый иногда называется “шифром с одним ключом” или шифром с секретным ключом. Симметрия находится в одном секретном ключе, используемом для шифрования и расшифровки одного сообщения. Симметрические шифры лучше всего удовлетворены для случаев(дел), когда компьютерная информация только запасена(сохранена) на жестком диске, дискетах или других средах. Шифры с одним ключом очень ошибкоустойчивы, но редко используются, когда, например, Вы, возможно, должны послать закрытое сообщение через электронную почту. Ответ - то, что, если пользователь защищает его письмо с симметрическим шифром, то он должен послать ключ некоторым другим путем. Однако много пользователей расценивают тот этот путь, не может абсолютно гарантировать полную неприкосновенность сообщения в транзите.

Поэтому другой вид cryptooperation представляет специальный интерес. Иначе это можно назвать шифром с двумя ключами или общественно-ключевым шифром. Ключ для расшифровки отличается от ключа, используемого в шифровании. Эти шифры используют один ключ, чтобы зашифровать сообщение и различный ключ, чтобы расшифровать сообщение. Это позволяет ключу зашифровывания быть выставленным(подвергнутым) без скомпрометируемого кодекса. Этот шифр намного медленнее чем симметрический шифр и так обычно используется, чтобы послать ключ симметрическому шифру. Чтобы препятствовать другим видеть сообщение между этими двумя шифрами, большинство общественных ключевых шифров использует опознавательное устройство также. Это дает гарантию, что сообщение не было изменено в транзите или хранении. Алгоритмы асимметричных шифров используют математическую функцию умножения двух чисел(номеров).

Есть несколько десятков национальных и международных стандартов шифрования, которые доказаны временем. Симметрические шифры - DES (Стандарт Шифрования Данных), созданные в назначенное время IBM и используются в США как федеральный стандарт. ИДЕЯ (международный Алгоритм Шифрования Данных), ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ и русский ГОСТ 28147-89 - также наиболее продвинутые симметрические шифры. Среди общественно-ключевых шифров мы можем обратить внимание на MD 20899, МЕЖДУНАРОДНАЯ Организация по Стандартизации/МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ/СКИДКА 9594-8, X.509. Эксперт мог вероятно столкнуться с этими стандартами, и таким образом их знание поможет эффективно планировать его любознательную работу.

PGP (Довольно Хорошая Секретность) - одна из наиболее продвинутых программ, чтобы решить любые диагностические опытные задачи, произведенные PGP Inc, www.pgp.com. Некоторые версии этого программного обеспечения доступны для различных систем действия: MS DOS, Windows 95|98|NT|2000|XP ГОСПОЖИ, Макинтош и UNIX. Это - набор инструментов, основанных на наиболее надежном от существующих алгоритмов шифровки.

Фил Зиммерман, американский программист основал начало шифрования в начале 90-ых. Тогда США собирались ограничивать широкое использование шифровальных алгоритмов, поскольку они не позволяли специальным услугам свободно читать зашифрованные сообщения. В ответ на это, Zimmerman поместил свободную версию его инструмента на Интернете, и следовательно это сделало Zimmermann целью трехлетнего уголовного розыска.

PGP использует смешанную шифровальную систему, фактически это использует и симметрические и асимметричные системы. PGP использует обе из этих систем потому что:

- Когда Вы используете симметрическую систему (с секретным ключом), Вы должны обязательно волновать о том, как обменять секретный ключ с получателем сообщения, так что Вы могли предпочесть асимметричную систему.

- Используемая асимметричная система берет много времени, чтобы зашифровать целое сообщение (это приблизительно в 4000 раз медленнее чем используемая симметрическая система).

Сначала PGP версии (до 5.0) использовал RSA алгоритм (асимметричная система), и алгоритм ИДЕИ (симметрическая система). В ореховой скорлупе, в PGP RSA алгоритм зашифровал секретный ключ, которые фактически зашифровали оптовые данные. Однако последняя версия использует два различных алгоритма: DSS/Diffie-Hellman и БРОСОК (но если Вы используете международную версию, Вы можете хотеть использовать RSA или DSS/Diffie-Hellman алгоритмы как асимметричная система, и БРОСОК, Тройной-DES или алгоритмы ИДЕИ как симметрическая система). Когда Вы используете PGP, Вы должны знать 2 ключа: общественный ключ получателя и ваш частный ключ. Это - все. Фактически есть всегда несколько ключей, строго связал друг друга: общественный ключ и его соответствующий частный ключ. Так, когда Вы зашифровали сообщение, Вы должны знать общественный ключ получателя только (Вы знаете это, потому что это - ОБЩЕСТВЕННЫЙ ключ, и все люди знают это!). Когда получатель получает ваше зашифрованное сообщение, он расшифровывает это посредством его частного ключа (это - частный ключ и так что никто кроме него не знает ключ!). Кроме того, возможно получатель хочет ответить на Вас, посылая зашифрованный ответ после чтения вашего сообщения. В этом случае он должен зашифровать его сообщение посредством вашего общественного ключа. Когда Вы получаете его зашифрованное сообщение, Вы расшифруете это посредством вашего частного ключа. Это - асимметричная шифровальная система. Другими словами, все люди знают общественные ключи других, но только получатель каждого зашифрованного сообщения знает, что его собственный частный ключ расшифровывает это.

Однако Вы должны знать, что PGP не использует RSA (или DSS/Diffie-Hellman в последних версиях), чтобы зашифровать ваше сообщение! PGP зашифровали ваше сообщение посредством алгоритма ИДЕИ (или БРОСАЮТ или Тройной-DES в последних версиях). ИДЕЯ - симметрическая система, но Вы не должны знать, что частный ключ зашифровал сообщение посредством ИДЕИ. Фактически PGP создает временный секретный ключ беспорядочно только для того сообщения, которое Вы зашифровали в тот момент (если Вы зашифровали снова то же самое сообщение, PGP создаст новый абсолютно различный ключ снова). После создания секретного ключа, PGP зашифровал сообщение, используя тот ключ. Наконец PGP зашифровал секретный временный ключ (имел обыкновение зашифровать сообщение) посредством RSA (использующий общественный ключ получателя) и затем посылает, это с зашифрованным ключом имело обыкновение зашифровать это. Когда получатель получает сообщение, его копия PGP расшифровывает ключ посредством частного ключа получателя (помните: только получатель может расшифровать тот ключ посредством его частного ключа), и затем это использует расшифрованный ключ, чтобы фактически расшифровать сообщение.
Необходимо обратить внимание, что, даже используя самые мощные компьютеры, будет требоваться столетия, чтобы расшифровать сообщение, зашифрованное PGP. Поэтому
Главный опытный метод к доступу, защищенному этими данными средств - грубая сила.
В настоящее время есть довольно много специальных программ, чтобы "треснуть", например типа FZC104, PCZcrack, AZPR и другого свободно распространяемого обеспечения на Интернете. Все эти инструменты используют один из двух подходов по выбору пользователя. Они или собирают пароль, используя огромный словарь или нападение в лоб (грубая сила) ищущий все возможные комбинации.

Однако даже простые вычисления показывают, что взламывание эксперта пароля может стать невозможным действием из-за его продолжительности времени. Так, “ скот вызывает” (ищущий все возможные комбинации) со скоростью 200 000 комбинаций в секунду (это - приблизительно PC Pentium, которым 100 способностей) для пароля шести цифр будут как следующее:

Время ищущего пароля 6 цифр

Комбинация символов время максимума Числа(Номера) только 5.0 секунд

Маленькие письма только 25.7 минут

Символы только 1.8 часа

Маленький и заглавные буквы 27.5 часов

Маленький, заглавные буквы, числа(номера) 3.3 дня

Маленький, заглавные буквы, числа(номера), символы 42.5 дня

Если длина пароля - 24 цифры, то это поворачивается, чтобы быть тысячами лет. Поэтому, в случаях(делах), когда диагностика коротких паролей дает, отрицательный результат, другие методы должен быть применен. В то же самое время, использование подобного программного обеспечения, чтобы провести опытную экспертизу с соответствующим одобрением, свидетельством(легализацией) и его дальнейшим включением в судебную компьютерную экспертизу - совершенно приемлемо. Там, настоятельно рекомендуют привлечь внимание экспертов к программному обеспечению, подобному Продвинутому Восстановлению Пароля ПОЧТОВОГО ИНДЕКСА, которое позволяет открывать архив ПОЧТОВОГО ИНДЕКСА. Продвинутое Восстановление Пароля ПОЧТОВОГО ИНДЕКСА (или просто AZPR) - программа, оправляются (ломаются), потерянные или забытые пароли для ZIP/PKZip/WinZip архивируют. К сожалению, нет никакого известного метода извлечь пароль от сжатого файла; так что единственные доступные методы - грубая сила, на основе словаря и нападения знать-обычного-текста. Вот - краткий список преимуществ AZPR:

- Программа имеет удобный пользовательский интерфейс

- Программа очень быстра: на 1GHz центральный процессор, это проверяет приблизительно пятнадцать миллионов паролей в секунду (или приблизительно миллиард паролей в минуту) - согласно независимым рецензентам и экспертам, самый быстрый крекер ПОЧТОВОГО ИНДЕКСА в мире!

- Очень быстрое и эффективное известное нападение обычного текста доступно

- Программа может работать с архивом, содержащим только один зашифрованный файл

- Все методы сжатия (хранение, интегрирование, сокращение, раздувание) поддерживаются

- Самоизвлекающий архив поддерживается

- Программа настраиваема: Вы можете установить длину пароля (или диапазон длины), набор символов использоваться, чтобы произвести пароли, и много других вариантов

- Вы можете выбрать таможенный набор символов для нападения грубой силы (неанглийские характеры(знаки) поддерживаются)

- Нападение на основе словаря доступно

- "грубая сила с маской" нападение доступна

- Никакие специальные действительные(виртуальные) требуемые объемы и конфигурации памяти

- Вы можете прервать программу в любое время, и возобновиться от того же самого пункта(точки) позже

- Программа может работать на заднем плане, используя центральный процессор только, когда это находится в праздном государстве(состоянии).

Скорость собирания пароля изменяется от 1 до 2 миллионов из паролей в секунду. Когда выбор(опция) ‘все напечатанные символы может быть в пароле’, отобран, скорость для 5 цифр - 2 часа, 6 цифр – больше чем 7 дней, 7 цифр – больше чем год. Максимальное число(номер) цифр - 20.

Дата добавления: 2015-10-29