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什麼是鑑別加密（AEAD）

以一次處理同時進行加密與竄改偵測的加密方式。AEAD是Authenticated Encryption with Associated Data的縮寫，不加密但仍要偵測竄改的標頭等附加資料，也可以納入鑑別的對象。加密時產生鑑別標籤，解密時驗證標籤，若不一致就不輸出明文而回報錯誤。AES-GCM與ChaCha20-Poly1305是代表，TLS 1.3只使用AEAD。若在同一把金鑰下重複使用nonce，機密性與竄改偵測都會受損。

日文名稱: 認証付き暗号(AEAD)

「鑑別加密（AEAD）」出現在1領域的8道練習題中（密碼學基礎與應用等）。

這個名詞所屬的領域: 密碼學基礎與應用

練習鑑別加密（AEAD）的題目

AES-GCM這類鑑別加密（AEAD）以一次處理所提供的功能，正確的是下列何者？

  1. A只有資料的機密性，偵測竄改需要另外使用數位簽章
  2. B資料的機密性，以及驗證密文與附加資料未被竄改
  3. C除了機密性與竄改偵測之外，還有對第三者的不可否認性
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正確答案：B. 資料的機密性，以及驗證密文與附加資料未被竄改

鑑別加密（AEAD：Authenticated Encryption with Associated Data）在加密的同時計算鑑別標籤，解密時驗證標籤，若密文遭竄改就不輸出明文而回報錯誤。不加密但仍要偵測竄改的標頭等，也可以作為「附加資料」納入標籤的計算。GCM是把CTR模式的加密，與使用伽羅瓦體乘法的GHASH鑑別組合起來的模式，TLS 1.3只使用AEAD。由於標籤是以共用金鑰產生，與訊息鑑別碼一樣無法提供不可否認性。

關於AES-GCM所使用的96位元nonce（IV）的說明，正確的是下列何者？

  1. A不需要保密，也可以用計數器產生，但在同一把金鑰下絕不能重複使用相同的值
  2. B被攻擊者得知就會洩漏明文，因此必須與金鑰一樣保密並妥善保管
  3. C每次都必須隨機選擇，若用每次加1的計數器產生就會失去安全性
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正確答案：A. 不需要保密，也可以用計數器產生，但在同一把金鑰下絕不能重複使用相同的值

GCM的nonce所要求的，是在同一把金鑰下值不重複（唯一）。它不需要保密，以計算傳送次數的計數器產生也能滿足條件。若在同一把金鑰下使用相同的nonce，就會與CTR模式一樣洩漏明文的XOR，而且鑑別用的值也會被求出，標籤可能遭到偽造。隨機選擇nonce時，為避免偶然重複，會對同一把金鑰的加密次數設定上限（NIST SP 800-38D中為2^32次）。

解析中的「鑑別加密（AEAD）」

出現「鑑別加密（AEAD）」的題目（8題）

  1. AES-GCM這類鑑別加密（AEAD）以一次處理所提供的功能，正確的是下列何者？
  2. 關於AES-GCM所使用的96位元nonce（IV）的說明，正確的是下列何者？
  3. TLS 1.3的加密套件 TLS_AES_128_GCM_SHA256 所指定之內容的組合，正確的是下列何者？
  4. 以AES的ECB模式加密影像資料後，在加密後的影像中仍能辨認出原圖的輪廓。其原因正確的是下列何者？
  5. 以CBC模式使用AES（區塊長度16位元組），填充採用PKCS#7方式。PKCS#7方式中，若不足的位元組數為n，就加上n個值為n的位元組；明文長度恰為16的倍數時，也要加上16個值為16的位元組。加密96位元組的明文時，密文的長度（不含IV）為下列何者？
  6. 接收以CBC模式加密之資料的伺服器，在解密後填充不正確時，與填充正確但內容檢查失敗時，回傳了不同的錯誤。關於這種狀況的說明，正確的是下列何者？
  7. 在CTR模式中，誤用相同的金鑰與相同的nonce加密了兩則訊息。就某個位置的位元組而言，第1則明文 P₁ 為 01001000（ASCII的「H」），其密文 C₁ 為 01110100，第2則密文 C₂ 為 01010101。攻擊者知道 P₁ 時，相同位置的第2則明文 P₂ 為下列何者？
  8. TLS 1.3（RFC 8446）相對於TLS 1.2的變更，正確的是下列何者？

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