تزوير التوقيع الرقمي

في نظام التوقيع الرقمي المشفر أو نظام رمز مصادقة الرسائل (MAC) ، يتمثل تزوير التوقيع الرقمي في القدرة على إنشاء زوج يتكون من رسالة،م{\displaystyle m}وتوقيع (أو رمز مصادقة الرسائل)،σ{\displaystyle \sigma }، وهو أمر صالح لـم{\displaystyle m}ولكن لم يتم إنشاؤها في الماضي من قبل الموقع الشرعي. هناك أنواع مختلفة من التزوير. [ 1 ]

يمكن ربط تعريفات أمنية بكل نوع من هذه الأنواع . وتكون آلية التوقيع آمنة وفقًا لتعريف محدد إذا لم يكن من الممكن تزوير النوع المرتبط بها.

الأنواع

تُرتَّب التعريفات التالية من أدنى مستوى أمني مُحقَّق إلى أعلى مستوى، أي من أقوى الهجمات إلى أضعفها. تُشكِّل هذه التعريفات تسلسلاً هرمياً، ما يعني أن المهاجم القادر على شن هجوم مُحدَّد يستطيع تنفيذ جميع الهجمات اللاحقة في القائمة. وبالمثل، فإن أي مخطط يحقق هدفاً أمنياً مُعيَّناً يحقق أيضاً جميع الأهداف السابقة.

استراحة تامة

وبشكل أكثر عمومية من الهجمات التالية، هناك أيضًا اختراق كامل : عندما يتمكن الخصم من استعادة المعلومات الخاصة والمفاتيح التي استخدمها المُوقِّع، فإنه يستطيع إنشاء أي توقيع ممكن على أي رسالة. [ 2 ]

التزوير الشامل (عدم قابلية التزوير الشاملة، UUF)

التزوير الشامل هو إنشاء توقيع صالح (من قبل الخصم).σ{\displaystyle \sigma }، بالنسبة لأي رسالة معينة،م{\displaystyle m}يستطيع الخصم القادر على التزوير الشامل توقيع الرسائل التي اختارها بنفسه (كما في التزوير الانتقائي)، أو الرسائل المختارة عشوائياً، أو حتى الرسائل المحددة التي يقدمها الخصم. [ 1 ]

التزوير الانتقائي (عدم قابلية التزوير الانتقائية، SUF)

التزوير الانتقائي هو إنشاء زوج من الرسالة/التوقيع(م،σ){\displaystyle (m,\sigma )}من قبل خصم، حيثم{\displaystyle m}تم اختيارها من قبل المهاجم قبل الهجوم. [ 3 ] [ 4 ]م{\displaystyle m}قد يتم اختيارها لامتلاك خصائص رياضية مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بخوارزمية التوقيع؛ ومع ذلك، في التزوير الانتقائي،م{\displaystyle m}يجب إصلاحها قبل بدء الهجوم.

إن القدرة على تنفيذ هجوم تزوير انتقائي بنجاح تعني القدرة على تنفيذ هجوم تزوير وجودي بنجاح.

التزوير الوجودي

التزوير الوجودي (عدم قابلية التزوير الوجودي، EUF) هو إنشاء (من قبل الخصم) زوج واحد على الأقل من الرسائل/التوقيعات،(م،σ){\displaystyle (m,\sigma )}، أينم{\displaystyle m}لم يتم توقيعها مطلقًا من قبل الموقّع الشرعي. يمكن للخصم أن يختارم{\displaystyle m}بحرية؛م{\displaystyle m}لا يشترط أن يكون لها أي معنى محدد؛ فمحتوى الرسالة غير ذي صلة - طالما أن الزوج،(م،σ){\displaystyle (m,\sigma )}إذا كان هذا صحيحًا، يكون الخصم قد نجح في إنشاء تزوير وجودي. وبالتالي، فإن إنشاء تزوير وجودي أسهل من التزوير الانتقائي، لأن المهاجم قد يختار رسالة معينة.م{\displaystyle m}والتي يمكن تزويرها بسهولة. في المقابل، في حالة التزوير الانتقائي، يمكن للمُعترض أن يطلب توقيع رسالة "صعبة".

مثال على التزوير الوجودي

يتمتع نظام التشفير RSA بالخاصية الضربية التالية:σ(م1)σ(م2)=σ(م1م2){\displaystyle \sigma (m_{1})\cdot \sigma (m_{2})=\sigma (m_{1}\cdot m_{2})}.

يمكن استغلال هذه الخاصية عن طريق إنشاء رسالةم=م1م2{\displaystyle m'=m_{1}\cdot m_{2}}مع توقيعσ(م)=σ(م1م2)=σ(م1)σ(م2){\displaystyle \sigma \left(m'\right)=\sigma (m_{1}\cdot m_{2})=\sigma (m_{1})\cdot \sigma (m_{2})}[ 5 ]

تتمثل إحدى وسائل الدفاع الشائعة ضد هذا الهجوم في تشفير الرسائل قبل توقيعها. [ 5 ]

التزوير الوجودي الضعيف (عدم قابلية التزوير الوجودي القوي، عدم قابلية التزوير القوي؛ sEUF، أو SUF)

هذا المفهوم هو شكل أقوى (أكثر أمانًا) من التزوير الوجودي المذكور أعلاه. التزوير الوجودي الضعيف هو قيام الخصم بإنشاء زوج واحد على الأقل من الرسائل/التوقيعات.(م،σ){\displaystyle \left(m',\sigma '\right)}، بالنظر إلى عدد من أزواج التوقيعات والرسائل المختلفة(م،σ){\displaystyle (m,\sigma )}يُنتجها المُوقِّع الشرعي. وعلى عكس التزوير الوجودي، يُعتبر الخصم ناجحًا أيضًا إذا تمكن من إنشاء توقيع جديد لرسالة مُوقَّعة بالفعل.م{\displaystyle m'}.

إن التزوير الوجودي القوي هو في جوهره أضعف هدف عدائي. لذلك، فإن أقوى المخططات هي تلك التي يصعب تزويرها وجودياً .

مراجع

  1. 1 2 فودناي، سيرج (16 سبتمبر 2005). مقدمة كلاسيكية في علم التشفير: تطبيقات لأمن الاتصالات (  الطبعة الأولى). سبرينغر. ص  254. ISBN 978-0-387-25464-7.
  2. غولدواسير، شافي؛ بيلاري، ميهير (2008). محاضرات في علم التشفير. دورة صيفية في علم التشفير . ص 170. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يناير 2011 . 
  3. شافي غولدواسير وميهير بيلاري. "ملاحظات المحاضرات حول التشفير" (PDF) .
  4. بلومر، ج. (2011). التزوير الانتقائي. في: فان تيلبورغ، هـ. س. أ.، وجاجوديا، س. (محرران). موسوعة التشفير والأمن. سبرينغر، بوسطن، ماساتشوستس. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-5906-5_225
  5. 1 2 فابريزيو داموري (أبريل 2012). “التوقيعات الرقمية – DSA” (PDF) . جامعة لا سابينزا في روما. ص 8 – 9 . تم الاسترجاع 27 يوليو، 2018 .