Nederlands
Menu

Basis en toepassingen van cryptografie

Leer met meerkeuzevragen, waaronder rekenvragen, over blokcijfers en stroomcijfers, AES, werkingsmodi (ECB, CBC, CTR en GCM), initialisatievectoren en nonces, padding-oracle-aanvallen, sleutellengte en de moeite van brute force, SHA-2 en SHA-3, lengte-extensieaanvallen en HMAC, berekeningen met de verjaardagsaanval, sleutelafleidingsfuncties, RSA en Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling uitgewerkt met kleine getallen, sleutellengtes van elliptische-krommecryptografie, forward secrecy, certificaatautoriteiten en certificaatketens, Certificate Transparency, TLS 1.3, 0-RTT en replay, mutual TLS, het algoritme van Grover en sleutellengte, ML-KEM, ML-DSA en SLH-DSA, hybride sleuteluitwisseling, HSM's, envelopeversleuteling, sleutelrotatie en crypto-agility.

Oefen 10 vragenWillekeurige vragen uit dit onderwerp · ongeveer 5 minuten Dit onderwerp oefenenAlle vragen over dit onderwerp in willekeurige volgorde Zwakke vragenAlleen de laatst fout beantwoorde vragen opnieuw oefenen

Basis en toepassingen van cryptografie: kernpunten

Een veilig algoritme alleen maakt cryptografie nog niet bruikbaar. Fouten in het gebruik, zoals een nonce twee keer gebruiken, in ECB-modus versleutelen of de hostnaam op een certificaat niet controleren, kunnen zelfs sterke cryptografie gemakkelijk breken. Dit onderwerp gaat een niveau dieper in op hoe cryptografie in echte systemen en protocollen wordt gecombineerd en gebruikt.

U begint met symmetrische cryptografie: blokcijfers en stroomcijfers, de blok- en sleutellengtes van AES, werkingsmodi (ECB, CBC, CTR en GCM) en de eisen aan initialisatievectoren en nonces, padding en padding-oracle-aanvallen, en geauthenticeerde versleuteling (AEAD); met een berekening controleert u hoe platte tekst uitlekt als in CTR-modus een nonce wordt hergebruikt. Daarna volgen SHA-2 en SHA-3, lengte-extensieaanvallen en HMAC, de grenzen van blokken van 64 bits onder de verjaardagsaanval en sleutelafleidingsfuncties, en vervolgens rekent u RSA en Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling door met kleine getallen om het discrete-logaritmeprobleem, man-in-the-middle-aanvallen, richtwaarden voor sleutellengtes van elliptische-krommecryptografie, forward secrecy en de omgang met het willekeurige getal in ECDSA te bekijken. De tweede helft behandelt certificaatautoriteiten en certificaatketens, de controle van hostnamen, Certificate Transparency, de veranderingen en cipher suites van TLS 1.3, replay bij 0-RTT en mutual TLS, en, voor post-kwantumcryptografie, het algoritme van Grover en sleutellengte, ML-KEM, ML-DSA en SLH-DSA, die in augustus 2024 zijn gestandaardiseerd, sleutelinkapselingsmechanismen, hybride sleuteluitwisseling en hoe over het tijdstip van de migratie na te denken. Tot slot komt sleutelbeheer aan bod: HSM's, envelopeversleuteling, sleutelrotatie en crypto-agility. Dit helpt ook bij het beveiligingsdeel van IT-certificeringsexamens. De waarden in de rekenvragen, ook die van de foute keuzemogelijkheden, zijn gecontroleerd door ze in Python te berekenen. De basis van symmetrische en publieke-sleutelcryptografie, het tellen van sleutels, de eigenschappen van hashfuncties en de opslag van wachtwoorden, en het verschil tussen digitale handtekeningen en MAC's worden behandeld in „Basis van informatiebeveiliging”; zijkanaalaanvallen en constante-tijdimplementatie, AES-NI, TPM's en echte-toevalsgetalgeneratoren in „Hardwarebeveiliging”; het algoritme van Shor en de schaal van kwantumcomputers in „Hardware voor kwantumcomputers”; het aantal rondgangen in TLS en wat HTTPS beschermt in „Basis van computernetwerken”; JWT en OAuth in „Basis van webtechnologie”; en entropie in „Basis van informatietheorie en codering”.

Alle vragen over Basis en toepassingen van cryptografie (40)
  1. Welke uitspraak beschrijft het verschil tussen blokcijfers en stroomcijfers binnen de symmetrische cryptografie juist?
  2. Welke combinatie van bloklengte en sleutellengte is juist voor AES, het blokcijfer dat tegenwoordig veel wordt gebruikt?
  3. Beeldgegevens werden met AES in ECB-modus versleuteld, en in het versleutelde beeld waren de contouren van de oorspronkelijke afbeelding nog te herkennen. Wat is hiervan de oorzaak?
  4. Wat is een passende manier om met de initialisatievector (IV) om te gaan bij gebruik van AES in CBC-modus?
  5. AES (bloklengte 16 bytes) wordt in CBC-modus gebruikt met PKCS#7-padding. Bij PKCS#7 worden, als er n bytes ontbreken, n bytes met de waarde n toegevoegd, en ook als de lengte van de platte tekst precies een veelvoud van 16 is, worden 16 bytes met de waarde 16 toegevoegd. Hoe lang is de cijfertekst (zonder de IV) als een platte tekst van 96 bytes wordt versleuteld?
  6. Een server die in CBC-modus versleutelde gegevens ontvangt, gaf verschillende foutmeldingen wanneer de padding na het ontsleutelen onjuist was en wanneer de padding juist was maar de controle van de inhoud mislukte. Welke uitspraak over deze situatie is juist?
  7. Welke uitspraak beschrijft een kenmerk van de CTR-modus (tellermodus) van een blokcijfer juist?
  8. In CTR-modus werden per vergissing twee berichten met dezelfde sleutel en dezelfde nonce versleuteld. Voor de byte op een bepaalde positie is de eerste platte tekst P₁ gelijk aan 01001000 (ASCII „H”), de bijbehorende cijfertekst C₁ is 01110100 en de tweede cijfertekst C₂ is 01010101. Wat is de tweede platte tekst P₂ op dezelfde positie als de aanvaller P₁ kent?
  9. Wat biedt geauthenticeerde versleuteling (AEAD) zoals AES-GCM in één bewerking?
  10. Welke uitspraak over de nonce (IV) van 96 bits die in AES-GCM wordt gebruikt, is juist?
  11. Op een bepaald apparaat duurt een brute-force-aanval die alle sleutels van 56 bits probeert ongeveer 20 uur. Welke waarde ligt het dichtst bij de tijd die hetzelfde apparaat nodig heeft om alle sleutels van 64 bits te proberen?
  12. Welke uitspraak over de hashfuncties SHA-2 en SHA-3 is juist?
  13. Het gebruik van de hashwaarde SHA-256(K ‖ m) van een geheime sleutel K gevolgd door een bericht m als tag om manipulatie te detecteren, wordt als gevaarlijk beschouwd. Wat is de reden daarvoor?
  14. Stel 1 GiB = 2³⁰ bytes en 1 EiB = 2⁶⁰ bytes. Een blokcijfer met een blok van 64 bits (zoals 3DES) wordt in CBC-modus gebruikt om een grote hoeveelheid gegevens onder één sleutel te versleutelen. Als de blokken cijfertekst als willekeurige waarden van 64 bits worden beschouwd, bij welke hoeveelheid gegevens is de kans dat er door de verjaardagsparadox een paar identieke blokken cijfertekst verschijnt volgens de vuistregel niet meer te verwaarlozen?
  15. In protocollen zoals TLS 1.3 wordt het gedeelde geheim uit een ECDHE-sleuteluitwisseling niet direct als versleutelingssleutel gebruikt; in plaats daarvan worden sleutels gemaakt door het door een sleutelafleidingsfunctie (KDF) zoals HKDF te halen. Wat is daarvoor een passende reden?
  16. Het mechanisme van RSA wordt met kleine getallen gecontroleerd. Uit de priemgetallen p = 5 en q = 11 wordt n = pq gevormd, en de publieke exponent is e = 3. Met φ(n) = (p − 1)(q − 1): welke privé-exponent d (0 < d < φ(n)) voldoet aan e × d ≡ 1 (mod φ(n))?
  17. Bij RSA is de publieke sleutel n = 55 en e = 3. Wat is de cijfertekst c als de platte tekst m = 7 wordt versleuteld als c = m^e mod n?
  18. Welke uitspraak beschrijft juist een probleem van het gebruik van RSA uit het tekstboek (waarbij c = m^e mod n direct uit de platte tekst m wordt berekend) zonder padding in echte communicatie?
  19. Bij de Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling zijn een priemgetal p en een generator g openbaar; A en B kiezen geheime waarden a en b en sturen elkaar g^a mod p en g^b mod p. Waarom wordt aangenomen dat een afluisteraar het gedeelde geheim g^(ab) mod p niet kan vinden, ook al ziet hij al deze openbare waarden?
  20. De Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling wordt met kleine getallen gecontroleerd. Neem p = 23 en g = 5; A kiest de geheime waarde a = 6 en B de geheime waarde b = 15. A stuurt A = g^a mod p en B stuurt B = g^b mod p. Welk gedeeld geheim krijgen de twee?
  21. Welke combinatie van een zwakte van de Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling zonder authenticatie en de tegenmaatregel daartegen is juist?
  22. Welke combinatie van de sleutellengte van RSA (het aantal bits van n) en de sleutellengte van elliptische-krommecryptografie geeft de tabel in NIST SP 800-57 als richtwaarde voor een veiligheid die vergelijkbaar is met symmetrische cryptografie van 128 bits (AES-128)?
  23. Welke methode van sleuteluitwisseling in TLS biedt de eigenschap dat eerder opgenomen communicatie niet kan worden ontsleuteld, ook als de privésleutel van het servercertificaat later uitlekt (forward secrecy)?
  24. Bij digitale handtekeningen met ECDSA wordt voor elke handtekening een geheim willekeurig getal k gebruikt. Welke uitspraak over de omgang met k is juist?
  25. Welke uitspraak over de certificaatketen bij het valideren van het certificaat van een webserver door een browser is juist?
  26. Bij de validatie van TLS-certificaten controleert de client niet alleen de keten van handtekeningen en de geldigheidsduur, maar ook of de hostnaam waarmee hij verbinding maakt in de SAN (subject alternative name) van het certificaat staat. Waarom is deze controle onmisbaar?
  27. Welke beschrijving van het mechanisme van Certificate Transparency (CT) is juist?
  28. Welke uitspraak beschrijft juist een verandering in TLS 1.3 (RFC 8446) ten opzichte van TLS 1.2?
  29. Welke combinatie geeft juist aan wat de cipher suite TLS_AES_128_GCM_SHA256 van TLS 1.3 vastlegt?
  30. Welke waarschuwing over 0-RTT in TLS 1.3 (waarbij met een vooraf gedeelde sleutel uit een eerdere verbinding „early data” samen met het eerste bericht worden verstuurd) is juist?
  31. Welke uitspraak over mutual TLS (mTLS) is juist?
  32. Het zoeken naar een sleutel van n bits voor symmetrische cryptografie met het algoritme van Grover op een kwantumcomputer kost naar verluidt ongeveer 2^(n/2) berekeningen. Welke waarde ligt bij deze eenvoudige vuistregel het dichtst bij de veiligheid van AES-128 tegen kwantumcomputers?
  33. Welke combinatie van de standaarden voor post-kwantumcryptografie die het Amerikaanse NIST in augustus 2024 publiceerde en hun soort is juist?
  34. Welke uitspraak beschrijft juist hoe een sleutelinkapselingsmechanisme (KEM) zoals ML-KEM wordt gebruikt?
  35. Welke uitspraak beschrijft juist het idee van hybride sleuteluitwisseling, die tijdens de migratie naar post-kwantumcryptografie wordt gebruikt en X25519 (Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling op een elliptische kromme) met ML-KEM combineert?
  36. Om te bepalen wanneer cryptografie moet worden gemigreerd, bestaat de redenering „als het aantal jaren x dat gegevens geheim moeten blijven plus het aantal jaren y dat de migratie naar nieuwe cryptografie kost groter is dan het aantal jaren z tot er een kwantumcomputer verschijnt die de cryptografie kan breken, is er al gevaar” (de ongelijkheid van Mosca). Met x = 10 jaar, y = 5 jaar en z voorlopig aangenomen op 12 jaar: welk oordeel is juist?
  37. Welke uitspraak over de rol van een HSM (hardware security module) is juist?
  38. Noem een DEK een gegevensversleutelingssleutel en een KEK een sleutelversleutelingssleutel. Welke beschrijving van envelopeversleuteling, zoals gebruikt bij opslag in de cloud en elders, is juist?
  39. Wat is het hoofddoel van sleutelrotatie, waarbij een cryptografische sleutel op vaste tijden door een nieuwe wordt vervangen?
  40. Welke maatregel is passend om bij het ontwerpen van een systeem de crypto-agility (de eigenschap dat cryptografische schema's makkelijk te vervangen zijn) te vergroten?

Andere onderwerpen in Computersystemen