Ataques de texto simples conhecidos, explicados

Compreendendo um ataque de texto simples conhecido

Como analista de segurança cibernética experiente, com mais de duas décadas de experiência, tenho visto em primeira mão a evolução das táticas usadas por atores mal-intencionados para violar sistemas e comprometer dados confidenciais. Uma dessas táticas é o ataque de texto simples conhecido, que existe há muito tempo, mas continua sendo uma ameaça significativa no cenário digital atual.

Em um ataque de texto simples conhecido (KPA), um invasor utiliza conjuntos correspondentes de dados criptografados e originais para decifrar o método de criptografia subjacente ou a chave secreta.

Neste cenário de ataque cibernético, o hacker possui não apenas a informação codificada (o texto cifrado), mas também a sua forma original e inalterada (o texto simples). O invasor então tenta deduzir a técnica ou chave de criptografia específica examinando as semelhanças e diferenças entre as duas.

Por exemplo, se “blockchain” for substituído por “eorfnfkdlq”, esse conhecimento pode ajudar um invasor a decifrar outras seções da mensagem que empregam o mesmo código. Isto demonstra como certas técnicas de criptografia podem ser comprometidas mesmo quando uma quantidade mínima de informação é conhecida, levando potencialmente ao desvendamento da mensagem codificada.

Em termos mais simples, este tipo de ataque explora falhas nos métodos de encriptação, permitindo aos intrusos detectar correlações ou ligações entre a mensagem original (texto simples) e a sua versão encriptada (texto cifrado). Se não forem protegidos adequadamente, tais ataques que utilizam texto simples conhecido podem comprometer a segurança de um sistema de criptografia.

Como pesquisador, frequentemente emprego dois métodos predominantes em meu trabalho: análise de frequência e correspondência de padrões. Essas estratégias me ajudam significativamente a decifrar mensagens de texto simples e criptografadas. A análise de frequência me ajuda a identificar os caracteres ou palavras que ocorrem com mais frequência, enquanto a correspondência de padrões me permite identificar padrões recorrentes que podem revelar informações ocultas.

• Análise de frequência: os invasores usam métodos simples de criptografia em que cada letra ou símbolo é substituído por um específico. Ao comparar a frequência de letras ou padrões no texto simples e no texto cifrado, os invasores podem descobrir a chave ou decodificar o restante da mensagem.
• Correspondência de padrões: Maus atores procuram padrões repetidos. Se o mesmo texto simples resultar no mesmo texto cifrado, eles poderão identificar tendências no texto criptografado e usá-las para descobrir o algoritmo de criptografia, descriptografando, em última análise, a mensagem inteira.

Como funciona um ataque de texto simples conhecido?

Um intruso pode explorar este par conhecido tentando decifrar a técnica de criptografia subjacente – um processo chamado “engenharia reversa”. Inicialmente, eles podem não possuir a chave ou metodologia precisa, mas apenas ter acesso a um único par de texto simples e texto criptografado fornece-lhes um ponto de entrada para começar a quebrar o código de criptografia.

Em essência, possuir um número maior de pares de mensagens criptografadas permite que um invasor deduza mais rapidamente a técnica e a chave de criptografia. Consequentemente, isto simplifica o processo de decifração de mensagens adicionais que foram codificadas da mesma maneira.

Vamos analisar o método potencial por trás desse cenário, com base na analogia anterior de “blockchain” e “eorfnfkdlq”:

Etapas em um ataque de texto simples conhecido

• Coletando pares conhecidos: Os invasores coletam pares de texto simples e seu texto cifrado correspondente. Estes podem ser obtidos através de comunicações interceptadas, vazamento de dados ou outros meios.
• Analisando o padrão: O invasor compara as letras do texto simples (“blockchain”) com as letras correspondentes no texto cifrado (“eorfnfkdlq”). Ao estudar como cada letra do texto simples se transforma em uma letra diferente do texto cifrado, o invasor pode perceber um padrão. Por exemplo, a letra “b” se transforma em “e”, “l” se transforma em “o” e assim por diante.
• Adivinhar a cifra: Com base nas alterações entre o texto simples e o texto cifrado, o invasor pode fazer suposições fundamentadas sobre o algoritmo de criptografia. Por exemplo, se as letras forem deslocadas em um número fixo de posições, o invasor poderá perceber que cada letra no “blockchain” foi deslocada em um certo número de posições no alfabeto. Por exemplo, em uma cifra de César, você pode deslocar cada letra em três posições, como pode ser visto na imagem acima.
• Quebrando a criptografia: Depois que o invasor descobrir o padrão ou a regra de criptografia, ele poderá aplicar esse conhecimento para descriptografar outras partes da mensagem ou até mesmo mensagens futuras que usem a mesma chave ou algoritmo.

Você já ouviu falar que a cifra de César recebeu o nome de Júlio César, pois ele a empregou para proteger suas comunicações confidenciais?

Ataques de texto simples escolhido (CPA) versus ataques de texto simples conhecido (KPA)

Nos ataques de texto simples escolhido, os invasores escolhem sua própria mensagem (texto simples) e examinam a versão codificada resultante (texto cifrado), enquanto nos ataques de texto simples conhecido, os adversários têm algum entendimento ou conhecimento prévio da mensagem original.

Em termos simples, a principal diferença entre CPA e KPA é:

• Ataques de texto simples escolhido: os invasores podem selecionar ou escolher o texto simples que desejam e estudar como ele é criptografado em texto cifrado.
• Ataques de texto simples conhecido: Os invasores já têm acesso a alguns pares de texto simples-texto cifrado e usam essas informações para analisar a criptografia, sem terem eles próprios selecionado o texto simples.

Compreender essas distinções é essencial para o desenvolvimento de defesas criptográficas fortes.

Você já ouviu isso antes? Phishing é um método sorrateiro usado por hackers, onde eles enganam as pessoas para que divulguem detalhes privados, como senhas, fingindo ser entidades confiáveis. Por outro lado, texto simples refere-se a dados ou mensagens que não são criptografados e podem ser facilmente lidos por qualquer pessoa.

Como se proteger contra um ataque de texto simples conhecido?

Para garantir a segurança contra ataques que utilizam dados previsíveis (ataques de texto simples conhecido), é aconselhável implementar métodos de encriptação robustos, tratar as chaves de encriptação de forma confidencial, atribuir chaves distintas para cada sessão e incorporar elementos aleatórios nos procedimentos de encriptação para aumentar a proteção.

Opte por algoritmos de criptografia que possam resistir a ataques de texto simples conhecidos, empregando métodos de criptografia robustos. Ao garantir que os padrões discerníveis nos dados originais (texto simples) não se alinhem com os padrões nos dados criptografados (texto cifrado), os algoritmos criptográficos contemporâneos, como o Advanced Encryption Standard (AES), são projetados para resistir a esses tipos de ataques. AES é um algoritmo de criptografia simétrica comumente usado, reconhecido por sua segurança e eficiência.

Garanta o controle seguro sobre as chaves de criptografia para evitar o uso não autorizado. Armazene suas chaves em cofres seguros, atualize-as regularmente e utilize métodos robustos de criação de chaves. Além disso, evite criptografar segmentos de dados distintos e facilmente adivinháveis. Em vez disso, proteja-se contra a exploração de pares conhecidos codificando toda a mensagem ou arquivo.

Além disso, empregue chaves distintas para sessões e tarefas separadas para minimizar o efeito de ataques de texto simples conhecidos, pois cada sessão utiliza uma chave de criptografia exclusiva. Além disso, mantenha seus sistemas, bibliotecas e ferramentas de criptografia atualizados. As atualizações regulares geralmente incorporam patches de segurança que abordam vulnerabilidades.

Antes de codificar o texto original dos seus dados (texto simples), é aconselhável acrescentar um tempero criptográfico – um valor aleatório – a ele. Esse tempero exclusivo garante que cada criptografia seja distinta, mesmo que o mesmo texto simples seja criptografado várias vezes. Além disso, opte por técnicas de criptografia que não sejam suscetíveis a ataques de texto simples conhecidos. Por último, sempre realize pesquisas completas ao escolher algoritmos de criptografia.