Wat is Geauthenticeerde versleuteling (AEAD)?

Een vorm van versleuteling die vertrouwelijkheid en detectie van manipulatie in één bewerking biedt. AEAD staat voor authenticated encryption with associated data: bijbehorende gegevens zoals headers, die niet worden versleuteld maar wel tegen manipulatie moeten worden beschermd, kunnen ook in de authenticatie worden opgenomen. Bij het versleutelen wordt een authenticatietag berekend, die bij het ontsleutelen wordt gecontroleerd; komt hij niet overeen, dan volgt een foutmelding zonder dat er platte tekst wordt vrijgegeven. AES-GCM en ChaCha20-Poly1305 zijn typische voorbeelden, en TLS 1.3 gebruikt alleen AEAD. Hergebruik van een nonce onder dezelfde sleutel ondermijnt zowel de vertrouwelijkheid als de detectie van manipulatie.

Japanse benaming: 認証付き暗号(AEAD)

“Geauthenticeerde versleuteling (AEAD)” komt voor in 8 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Basis en toepassingen van cryptografie.

Vakgebied: Basis en toepassingen van cryptografie

Nu oefenen: vragen over Geauthenticeerde versleuteling (AEAD)

Wat biedt geauthenticeerde versleuteling (AEAD) zoals AES-GCM in één bewerking?

  1. AAlleen de vertrouwelijkheid van de gegevens; voor het detecteren van manipulatie is een aparte digitale handtekening nodig
  2. BDe vertrouwelijkheid van de gegevens en de controle dat de cijfertekst en de bijbehorende gegevens niet zijn gemanipuleerd
  3. COnweerlegbaarheid tegenover derden, naast vertrouwelijkheid en detectie van manipulatie
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. De vertrouwelijkheid van de gegevens en de controle dat de cijfertekst en de bijbehorende gegevens niet zijn gemanipuleerd

Geauthenticeerde versleuteling (AEAD: authenticated encryption with associated data) berekent tijdens het versleutelen een authenticatietag en controleert die tag bij het ontsleutelen; is de cijfertekst gemanipuleerd, dan volgt een foutmelding zonder dat er platte tekst wordt vrijgegeven. Headers en andere gegevens die niet worden versleuteld maar wel tegen manipulatie moeten worden beschermd, kunnen als „bijbehorende gegevens” (associated data) ook in de berekening van de tag worden opgenomen. GCM is een modus die versleuteling in CTR-modus combineert met authenticatie door GHASH, dat vermenigvuldigingen in een Galoislichaam gebruikt, en TLS 1.3 gebruikt alleen AEAD. Omdat de tag met een gedeelde sleutel wordt gemaakt, biedt hij net als een berichtauthenticatiecode geen onweerlegbaarheid.

Welke uitspraak over de nonce (IV) van 96 bits die in AES-GCM wordt gebruikt, is juist?

  1. AHij hoeft niet geheim te zijn en mag met een teller worden gemaakt, maar dezelfde waarde mag onder dezelfde sleutel nooit twee keer worden gebruikt
  2. BAls een aanvaller hem te weten komt, lekt de platte tekst, dus hij moet net als de sleutel geheim worden gehouden en veilig worden bewaard
  3. CHij moet elke keer willekeurig worden gekozen, en hem maken met een teller die met 1 wordt verhoogd, maakt de beveiliging teniet
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Hij hoeft niet geheim te zijn en mag met een teller worden gemaakt, maar dezelfde waarde mag onder dezelfde sleutel nooit twee keer worden gebruikt

Wat van een GCM-nonce wordt gevraagd, is dat de waarden onder dezelfde sleutel nooit samenvallen (uniek zijn). Hij hoeft niet geheim te zijn, en een teller die het aantal verzendingen telt, voldoet aan de voorwaarde. Wordt dezelfde nonce twee keer met dezelfde sleutel gebruikt, dan lekt net als in CTR-modus de XOR van de platte teksten, en bovendien kan de waarde die voor de authenticatie wordt gebruikt worden achterhaald, waardoor tags kunnen worden vervalst. Wordt de nonce willekeurig gekozen, dan geldt een bovengrens voor het aantal versleutelingen onder één sleutel om toevallige herhalingen te vermijden (2^32 in NIST SP 800-38D).

“Geauthenticeerde versleuteling (AEAD)” in de toelichting

Vragen met “Geauthenticeerde versleuteling (AEAD)” (8)

  1. Wat biedt geauthenticeerde versleuteling (AEAD) zoals AES-GCM in één bewerking?
  2. Welke uitspraak over de nonce (IV) van 96 bits die in AES-GCM wordt gebruikt, is juist?
  3. Welke combinatie geeft juist aan wat de cipher suite TLS_AES_128_GCM_SHA256 van TLS 1.3 vastlegt?
  4. 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?
  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. 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?
  8. Welke uitspraak beschrijft juist een verandering in TLS 1.3 (RFC 8446) ten opzichte van TLS 1.2?

Verwante termen

Werkingsmodus van een blokcijfer TLS (Transport Layer Security) AES (Advanced Encryption Standard) Nonce Diffie-Hellman-sleuteluitwisseling RSA-cryptosysteem Berichtauthenticatiecode (message authentication code) Hashfunctie HMAC Forward secrecy

Naar de woordenlijst