爾虞我詐 by Cryptography－好人勿用™

看著Intel Everest AMT201 Foil~
卻想起當年勇! 竟一時興起想寫篇網誌關於Cryptography...

於此之前... Combo™必須向Alan Turing致敬!!!

它可以表達成一台單一的特殊機器，這種型式的機器可以被塑造成去做到所有工作。事實上，
它可以被塑造成如同任何其他機器的模型般工作。這種特殊機器或許可以被稱呼為通用機器。

It is possible to invent a single machine which can be used to compute any computable sequence.
If this machine U is supplied with a tape on the beginning of which is written the S.D ["standard description" of an action table] of some computing machine M, then U will compute the same sequence as M."
by Alan M. Turing

他亦被視為計算機科學之父!!!
"On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem"

無庸置疑~ Alan M. Turing是神人級的天才!!!
turing-doodle-static

http://www.google.com/doodles/alan-turings-100th-birthday

The Imitation Game (模仿遊戲)~ 二戰爆發後!
曾協助軍方破解德國的著名密碼系統Enigma 這對盟軍取得了二戰的勝利有莫大的幫助!!!

Enigma Simulator v7.0
http://users.telenet.be/d.rijmenants/en/enigmasim.htm

Enigma-logo

( 美國專利 1,657,411 for Enigma (「謎」式密碼機))

The Imitation Game (模仿遊戲)

而... Combo™只是沙挖啊! Let's Talk 當年勇!!!

Visual Cryptography

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( A+B+C = Combo 1979.12.16)

何謂密碼學(Cryptography)?!
源於希臘語"kryptós"(隱藏的) + "gráphein"(書寫) = Cryptography(隱藏的字)

爾虞我詐是三國... 兵不厭詐! 這是戰爭...
戰爭不就是你"陰"我! 我"陰"你! 以陰謀互"婊"而已... ... ...

而... 政治?! 何嘗不是... 何嘗不是... 何嘗不是...

曌

明文 (Plaintext)
密文 (Ciphertext) (或者應該稱之... "陰文")

加密 (Encryption)
解密 (Decryption)

演算法(Algorithm) @ 替代(substitution)/置換(transposition)/相乘(product)

古典又經典的Cryptography

古希臘斯巴達的密碼棒(Scytale)
scytale-and-war

(

當時只考慮到訊息的機密性(confidentiality))

六韜: 《陰符》&《陰書》

《陰符》= 替代法 (substitution)

(

陰符是以八等長度的符來表達不同的消息和指令)

《陰書》= 移位法 (Transposition)

(

陰書把書一分為三，分三人傳遞，要把三份書重新拼合才能獲得還原的資訊)

現代密碼學

現代密碼學必須考慮:

• 確保訊息的機密性(Confidentiality)
• 提供驗證識別(Authentication)
• 訊息完整性偵測是否被不當的竄改(Integrity)
• 提供訊息傳送來源、接收目的或交易的證明且無可否認性(Non-repudiation)

Secret Key Encryption

Popular: ACE Encrypt
Symmetric Encryption:加密解密都用同一把Secret Key!!!

Public Key Cryptography (PKI)

Popular: RSA (cryptosystem)
Asymmetric Encryption:用Public Key來加密! 只能用對應的Pravite Key來解密!!

其實... PKI運算量是非常大的!!!

• Every principal has a Key Pair:
   - Public key (Anything encrypted with public key)
   - Private key (only be decrypted with corresponding private key)

• TLS is based on Public Key Infrastructure (PKI) technology
- Anything encrypted with public key can only be decrypted with
                                                                             corresponding private key
HTTPS = HTTP on top of the TLS

Hash (雜湊/散列)

Popular: MD5 (Message-Digest Algorithm)

Popular: SHA (Secure Hash Algorithm)

Hash Function基本特性:
• 不可逆(One way transformation): 只能單向操作的概念
• 抗碰撞性(Collision resistance): Hashes像是人類指紋的概念
• 擴張性(Diffusion): 牽一髮而動全身的概念

• 可用在任意長度的訊息M上 (無限輸入)
• 產生固定長度的輸出h (有限輸出)
• 對任意的訊息M來說，很容易計算出h=H(M) (效率佳)
• 給定h，我們很難求得x，使得 H(x)=h，稱為單向特性 (不可逆)
• 給定x，很難求得y，使得 H(y)=H(x)，稱為弱碰撞抵抗力(weak collision resistance)
• 很難求出一組(x,y)，使得 H(y)=H(x)，稱為強碰撞抵抗力(strong collision resistance)

Hashes = Hash Sum = Fingerprint

指紋: 截至目前還未發現有兩個完全相同的指紋... 但並不代表不會有!!!

下圖解釋Hashes可能散列衝突!!! (亦與人類指紋概念雷同)

A hash function that maps names to integers from 0 to 15.
There is a collision between keys "John Smith" and "Sandra Dee".

完美Hash Function才具備抗碰撞性!
Hash其輸入是無限其輸出有限... 故是不可能構造出完美散列的!!!

而為了說明這... Hash Function的擴張性(Diffusion)~
Combo™必須借用神乎技矣~ 王羲之《快雪時晴帖》

基本上左右兩圖看起來是沒有任何差異...
但其所計算出來的Hashes卻是沒有任何的關聯性... 這是所謂的Diffusion~

牽一髮而動全身

神乎技矣.bmp

神乎技矣 - dummy.bmp

神乎技矣 - dummy.bmp

神乎技矣.bmp
MD5:c7b61b40af195c189fc88fbb27b99fd4
SHA1:078cae2ad2a1a33261062ca540289a4a196afc83
神乎技矣-Hash

神乎技矣 - dummy.bmp
MD5:7e7bc29fc0deaa66cb70c2b2f29ea38b
SHA1:6fd1c08be3b1a8e9fee047395a896c540ce4ca71

神乎技矣 - dummy-Hash.bmp
(Hash Generator v4.0)

其... Delta為"希"字紅點...
果然是神乎技矣的... 牽一髮而動全身!!!
神乎技矣Delta
HASH: 為不使用金鑰(Key)概念的加密技術多應用於數位簽署(Digital Signature)

然而... 實務上的應用:
compare table

數位簽章 (Digital Signature)

Digital Certificate
Signing (Encryption): Certification Authority's Private Key

1.) 把訊息M做h=H(M)
2.) 把h(Fingerprint)用私鑰加密=SING 其私鑰是需要認證過的!
3.) 把SING+M打包傳送出去=SIGN'+M'

Verifying (Decryption): Certification Authority's Public Key

1.) 把訊息M'做h'=H(M)
2.) 把SIGN'用公鑰解密得到h'' 其公鑰是認證過的!
3.) 比較h'等不等於h''???
4.) 如果h'等於h''代表等該訊息M'是被認證且無誤的

這裡還存在著一個關鍵問題?! 認證過的公私鑰機制 (by 數位憑證)

欲解決這關鍵問題必須依賴...
受信任的第三方(trusted third party)憑證管理機構~

自然人憑證 @ https://moica.nat.gov.tw/index.html
臺中市沙鹿區戶政事務所-自然人憑證服務

無須懷疑... 要錢的相對安全:
$$$ Certificate Authority Reviews $$$

• 身分確認後製作專屬的公鑰與私鑰
- 私鑰則自行保管 @ Signing (Encryption): CA's Private Key.
- 公鑰由憑證管理機構統一保管與公布 @ Verifying (Decryption): CA's Public Key
- 憑證(CA)可說是公鑰的身分證明文件

憑證 (Certificate)
= 數位憑證 (Digital Certificate)
= 公鑰憑證 (Public Key Certificate)
Certificate Detail