هجوم المطابقة الجزئية في المنتصف

المطابقة الجزئية هي تقنية يمكن استخدامها في هجوم الوسيط (MITM) . وتتمثل المطابقة الجزئية في استخدام القيم الوسيطة لهجوم الوسيط.${\displaystyle i}$و${\displaystyle j}$يتم حسابها من النص الأصلي والنص المشفر، ويتم مطابقتها فقط على عدد قليل من البتات المختارة، بدلاً من مطابقتها على الحالة الكاملة.

من عيوب هجمات الوسيط (MITM) كمية القيم الوسيطة التي يجب تخزينها. ولمقارنة هذه القيم الوسيطة${\displaystyle i}$و${\displaystyle j}$، الجميع${\displaystyle i}$يجب حساب وتخزين قيم 's أولاً، قبل حساب كل قيمة أخرى.${\displaystyle j}$يمكن مقارنتها بها. إذا كان لكل من التشفيرين الفرعيين اللذين تم تحديدهما بواسطة هجوم الوسيط مفتاح فرعي كبير بما فيه الكفاية، فسيلزم تخزين كمية هائلة من القيم الوسيطة. في حين توجد تقنيات مثل خوارزميات كشف الحلقات ^{[ 1 ]} التي تسمح بتنفيذ هجوم الوسيط دون تخزين جميع قيم${\displaystyle i}$أو${\displaystyle j}$تتطلب هذه التقنيات أن تكون التشفيرات الفرعية لهجوم الوسيط متناظرة. لذا، فهو حل يسمح بتنفيذ هجوم الوسيط في حالة يكون فيها عدد المفاتيح الفرعية كبيرًا بما يكفي لجعل كمية القيم المؤقتة التي يجب تخزينها غير عملية. مع أن هذا يسمح بتخزين المزيد من القيم المؤقتة، إلا أن استخدامه لا يزال محدودًا، إذ يسمح فقط بتنفيذ هجوم الوسيط على تشفير فرعي يحتوي على عدد أكبر من البتات. على سبيل المثال: إذا تم تخزين ثُمن القيمة الوسيطة فقط، فإن المفتاح الفرعي يحتاج إلى أن يكون أكبر بثلاث بتات فقط، قبل أن يصبح حجم الذاكرة المطلوب هو نفسه على أي حال، لأن${\displaystyle 2^{-3}=1/8}$

في معظم الحالات، تُعدّ ميزة المطابقة الجزئية في هجمات الوسيط (MITM) أكثر فائدةً بكثير، وهي القدرة على مقارنة القيم الوسيطة المحسوبة في جولات مختلفة من التشفير المستهدف. إذا كان معدل الانتشار في كل جولة من التشفير منخفضًا بدرجة كافية، فقد يكون من الممكن، على مدى عدة جولات، العثور على بتات في الحالات الوسيطة لم تتغير باحتمالية 1. ويمكن مقارنة هذه البتات في الحالات الوسيطة.

يتمثل عيب كلا الاستخدامين في زيادة احتمالية ظهور نتائج إيجابية خاطئة للمرشحين الرئيسيين، وهو ما يستدعي الاختبار. وكقاعدة عامة، تُحدد احتمالية ظهور نتيجة إيجابية خاطئة بالاحتمالية.${\displaystyle 2^{-|i|}}$، أين${\displaystyle |i|}$هو عدد البتات المتطابقة.

للاطلاع على مثال تفصيلي للهجوم الكامل على خوارزمية KTANTAN، ^{[ 2 ]} انظر المثال الموجود في صفحة MITM الخاصة بالمجموعات الفرعية الثلاث . يتناول هذا المثال الجزء الذي يتطلب مطابقة جزئية فقط. من المفيد معرفة أن KTANTAN هي خوارزمية تشفير كتلية من 254 جولة، حيث تستخدم كل جولة بتين من المفتاح ذي 80 بت.

في هجوم المجموعة الفرعية الثلاثية على عائلة خوارزميات التشفير KTANTAN، كان من الضروري استخدام المطابقة الجزئية لتنفيذ الهجوم. كانت المطابقة الجزئية ضرورية لأن القيم الوسيطة للنص الأصلي والنص المشفر في هجوم الوسيط (MITM) حُسبت في نهاية الجولة 111 وبداية الجولة 131 على التوالي. ونظرًا لوجود فاصل زمني قدره 20 جولة بينهما، لم يكن من الممكن مقارنتهما مباشرةً.

مع ذلك، حدد مُنفذو الهجوم بعض الخصائص المفيدة لخوارزمية KTANTAN التي كانت ثابتة باحتمالية 1. نظرًا لانخفاض معدل الانتشار في كل جولة في KTANTAN (حيث يكمن الأمان في عدد الجولات)، فقد اكتشفوا، من خلال الحساب الأمامي من الجولة 111 والخلفي من الجولة 131، أنه في الجولة 127، ستبقى 8 بتات من كلتا الحالتين الوسيطتين دون تغيير. (كانت 8 بتات في الجولة 127 لخوارزمية KTANTAN32، و10 بتات في الجولة 123 و47 بتًا في الجولة 131 لخوارزميتي KTANTAN48 وKTANTAN64 على التوالي). وبمقارنة هذه البتات الثمانية فقط من كل قيمة وسيطة، تمكن المُنفذون من تدبير هجوم الوسيط (MITM) على الخوارزمية، على الرغم من وجود 20 جولة بين الخوارزميتين الفرعيتين.

أدى استخدام المطابقة الجزئية إلى زيادة عدد النتائج الإيجابية الخاطئة، ولكن لم يحدث أي شيء يزيد بشكل ملحوظ من تعقيد الهجوم.