Informatik Security

Bei stream cipher werden werden die bits einzeln abhandelt. Bei den block cipher werden die aus dem plaintext blöcke gemacht und diese blöcke werden dann behandelt für die verschlüsselung. Also stream cipher sind confusion und block cipher sind transposition und confusion.

für den schutz von Mobile 4G / Bluetooth verbindung

ähnlich wie deterministicrandombit generator

stream ciphers können entschlüsselt werden wen man die random bits wieder herstellen kann welche für die verschlüsselung verwendet wurden

Da Stream Ciphers auf bit ebene arbeiten werde sie häufig in Hardware angewendet. 

mit einem XOR

true + true => FALSE

false + false => FALSE

true + false => TRUE

Da bei der tabelle der output 50% wahrscheinlichkeit ist die verteilung für einen cipher pefekt

A DRBG takes a single input value whereas stream ciphers take two values: a key
and an intitial state. The key must be kept secret and is usually between 128 and
256 bits. The initial state doesn’t have to be kept secret, but it should be unique
for each key and usually is also between 64 and 128 bits.

Der Key muss geheim gehalten werden. Der IV muss zu jedem Key einmalug sein. ABer muss nicht geheim gehalten weren

macht nur confusion

nur computationally secure

reproducibility

periodicity

precomputatability

Counter based und statefull

RC4

Salsa20 zum beispiel

LInear Feedback Shift Register

Eigenschaften sind : 

• Sind einfach in Hardware zu implementieren 
• output wiederholt sich periodisch
• die maximale länge einer seq ist 2^m-1 (m = length / anzahl flipflops/ s1...sm )
• Einfache LFSR können sehr einfach gebrochen werden. Kombinierte LFSR sind schwieriger zu brechen
• bekanntes beiospiel ist A5/1 welches im GSM verwendet wurde

Am anfang wurde der algo geheim gehalten

key könnte bis zu 2^2048 gross sein

hohe periodicity  (wiederholt sich nicht bevor 10^100)

RC4 ist nicht mehr sicher, wird aber immer noch verwendet. 

Verwendet in ssl-tls, IPsec, wep

XOR operationen sind kommutativ also K xor k = 0

und wenn das key bei 2 nachrichten verschlüsselung verwendet wird. Und der angreifer die beiden ciphers intercepten kann. zusätzlich geht man bei einer known plaintext attack davon aus das man einen teil oder sogar eine ganze nachricht kennt. also kann er auf die unbekannte nachricht zurück rechnen

Bei einer Bitflipping attacke geht es darum den Cipher an gewissen orten so anzupassen damit es einfluss in die decrpted plaintext generiert

Zum Beispiel

Alice sendet eine verschlüsselte Nchricht an Bob. inhalt p1= "$1000"

eve will dies auf p2=  "$9000" ändern. wenn jetzt eve sogar den inhalt von alice kennt kann sie folgendes machen 

c(k) xor p1 xor p1 xor p2

aber auch wenn sie nicht den ersten teil kann, kann sie im cipher bits verändern welche im decrypted message den inhalt abändern könnte. Stream ciphers sind nicht sicher gegen bitflipping attacke

der resultat von lineare combinationen sind vorausrechenbar.

Was ist eine lineare operation. ZUm Beispiel XOR, weil X xor Z xor Y, wenn jetzt bei X ein bit gewechselt wird dann hat dies einfluss auf das resultat ohne berücksichtigung darauf was in Z oder Y steht. 

schlauer text aus dem Slide: The result is, that linear combinations are predictable, because you don’t need
to know the value of the bits in order to predict how a change in their value
will affect the result.

Das One time Pad

Die Key verteilung ist schwierig (secure key transmission)

keys are not reusable (every plaintext needs a unique key bit)

keys must be TRNG

Weil der Cipher mit einem random key der unique ist xored wird. das heisst wenn die plaintext message mit einem TRNG bit folge xored wird dasss daraus ein text entsteht welches dem TRNG entspricht. und da dieser Key nicht wieder verwendet wird ist es unmöglich den cipher zu entschlüsslen. Vom cipher können auch jegliche möglichkeiten von plaintext wieder hergestellt werden also kann man nicht sagen welche nachricht effektive gesendet wurde.