Top Banner
! ! !"#
56

˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

Apr 11, 2018

Download

Documents

buimien
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

������������ ���������������������������������������������

��� ������������������

���������������������

������ ��!���!���

������������� ��������������� ��������������� �������������������

� ������� ������������� �������������������������������������� !"#

��������������� ������������� ������ ������� �������������

����������������� ������� �������� �������������� �������������

Page 2: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (

)�����

n *����������������������+������������

n �������,���������������n -.���*-.����.�

n '����� �)��������n .�/���/���)�/����/���0&

n '�������������������������1'��2

n 3��������'�����-����

n ������,�����������

Page 3: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4

%��+3�56

n %����������6n *���������.7����������-���7�������������� ����������� ���������8

n �����������������n ������������������� ������������*��������������������������7�����������������������

n �����������������������n ���������������������1-.���*-.����.�2

n 3������ �������

n ����������'���13'��2

n ����������1&����.7����2

Page 4: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9

0���������

n �����������������n ������������������� ���������������������������������������7�������������������������:�������������

n ��������������:��n �������������

n ������������������n ����������1������:��2������������1������:��2

n �����������n ��������;� �����:��5��������;���������������;�����������������;�����������;�

Page 5: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <

���������������

n ���������������n �������������������� ��������������������������� �����������������

n ������������n ������������������������=������

n ��� �����������n ������������������������=���������� ��������������

n *���������n ���������������������������������������

n ���7������������n ��������������������+�����������������������+�����������������

n �����������n ������������������������������������5�����������5����������

n ���������������n :��������:�� ������������ �����������1���������������82

n ,���������������n ��5���������������������������������:������5�������������������������

Page 6: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ "

��������������:

n ��������������:�n *������������1��� ����������2

n *������������1����������2

n '��� ��������1���������2

n ������������1������������2

n ,���>���� �������n �����������:�

n &������ ��������������

n 0�� ��������

n ������������:�n '�?������

n &����

n '��� ��������� ������

n -������ �������

Page 7: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ @

,����� > ��������

n 0������������������������5�����������������:��5�������������� �����������������������;����� �������������:��

n A����������������������Bn .;������ ������������������� ��5������������� ����6

Page 8: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ C

�����:����.���������'����

n ��������;� �����n �����������������������������;� �������������

n ,��5��������;��n �����������������������������;� ��������������������� �1������;�����������;�2

n ������������;��n �����������������������������;� ���������������������;��1�������������������2�D����������������������;�

n ��������������;��n �����������������������������;� �����������������������;� 1�������������������2�D��������������������;�

n ��������;��n �����������������������������;� ���������������������;��D����������������������;� 1��������������������������:��2

Page 9: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ E

.����������'���

n ���������������������1����������������������2n .����������,���F�-����������,��

n .!�!���.���-.����.�G��*-.���/G)%�*�3

n ��������������������n .����������,���≠ -����������:��n .!�!��&����-� ��73������.����

Message Message sourcesource

Encryption Encryption AlgorithmAlgorithm

Decryption Decryption AlgorithmAlgorithm

Encryption Encryption KeyKey

Decryption Decryption KeyKey

Message Message DestinationDestination

PlaintextPlaintext CiphertextCiphertext PlaintextPlaintext

CryptanalystCryptanalyst

Page 10: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #$

.����������'���

Message Message sourcesource

Encryption Encryption AlgorithmAlgorithm

Decryption Decryption AlgorithmAlgorithm

Encryption Encryption KeyKey

Decryption Decryption KeyKey

Message Message DestinationDestination

PlaintextPlaintext CiphertextCiphertext PlaintextPlaintext

Symmetric encryption:

Asymmetric encryption:

Public keyPublic key

Shared keyShared key Shared keyShared key

Private keyPrivate key

Page 11: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ ##

�����/�������/��:�� �������������+��������

n .������������������

n )��75���������� ������� 1F��������������������������������:������������������������:�����!2

n *�������������������������n )������� �;���������1������������2������n -����������������

n 3���������������������7������1�����2�������������������������������������������������������������

n )��75��� �������n � F� 1;2����������������n ; F� 7#1�2������������������������1���5������:��������� �����2n .;������

n �������������� �(������������������������ ��������n ���������;������������+����������������

n �������n ����������������:������������������!

Page 12: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #(

������������5��:

n %����������������������������������������:6

n ����������������������n .�����������������

n ������� �����������)�

Link Layer

(IEEE802.1x/IEEE802.10)

Physical Layer

(spread-Spectrum, quantum crypto, etc.)

(IPSec, IKE)

Network Layer (IP)

(SSL/TLS, ssh)

Transport Layer (TCP)

Applications Layer

telnet/ftp, http: shttp, mail: PGP

Con

trol

/Man

agem

ent (

conf

igur

atio

n)

Net

wor

k Se

curi

ty T

ools

:

Mon

itor

ing/

Log

ging

/Int

rusi

on D

etec

tion

Page 13: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #4

�������,���������������

F

����������������������

F

������������������������

Page 14: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #9

���������������������1����������������������2

n ������������������?���n ������������

n &�����������������5����������������������;������ ������

n .;������1;�F�42n ����� meet me after the toga party

n ������� phhw ph diwhu wkh wrjd sduwb

n ,���������(<

n /���� ����������:������(<����������

n '������������ ������n ���������������������� ��������������

n ,���������("H�I�9;#$("�I�:��7����1-.�2

n �����:�� ������������� �����������;����:��5��1�!�!��.�������;�2�n �������������������� ��?������� ��������������������������������������������� ���.�����1�!�!��.�#(!@��0�E�����!2

n �������������������� ��?������� �(7������������������1�!�!��032�

Page 15: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #<

.�����G���������?������

Page 16: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #"

���������������������1���������2

n '�����7G������.����������1��� ��� ������2n ������;���������������5�7���������������

n /���������<;<������;

n *����� ��������� ����������������������������� �����1(";("����������2

n �� �5���������������� ���������;� ��5�������������������������� �������;��1��������:���������2

n �����������%����%���*�J�**

n ������������ �������1K����L�� ������2n ("�������������������������������������:��������

n :��� deceptivedeceptivedeceptive

n ����� wearediscoveredsaveyourself

n ������� ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ

n .����������������7:���1:���F�������MM������;�2

n &������������������7������������������� ����������n �����������%%**������������1.�*�'�2�����N�����1�����2

Page 17: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #@

)��70�������

n *��������������!�K����� 1�0J0��#E#C2��������������N!�'��������

n �������n .������������� F��� ⊕ :�n �� ��

�� �������������� �������;�������������;���:���:��n -������������� F��� ⊕ :�n ,���������������?������� �����������������������;�

n )��70����������������:���n ��������������������������5������������;� ����������;�

n .;�����1K����L�� )��70�������2�n ������� ANKYODKYUREPFJBYOJDSPLREYIUN

n ����7#�15����:#2� MR MUSTARD WITH THE CANDLE

n ����7(�15����:(2�� MISS SCARLET WITH THE KNIFE

n ������������������:������5��������������J���������

Page 18: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #C

0����������+������������0�����?��

n /���������������������������;�������

n .;���������� �����������?��mematrhtgpry

etefeteoaat

n ������������;������������������n ,��� 4312567

n ����� attackp

ostponeduntilt

woamxyz

n ������� TTNAAPTMTSUOAODWCOIXKNLYPETZ

n �����:�������+��������� ��?�����

n *������������������7�����������������

Page 19: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ #E

0����>�/��:�.�������������������

n ,����=��n 0��������FI�����������

n /��:��=��n 0���������������������������������������:����1������;�����������;�2

n '�������=���"9����

n �����������n )��7��7�����������

n '��������������:������������������5�������>�����������:��

n . �����������������+������

n 3�5��n ������������1�������:2�J�������������1��������:2

n '�����������

� ����1�������������������������������5��:2������������

Page 20: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ ($

-����.�������������������1-.�2

n -�����������*/'� ��������������������

n /�������G��� ���1"97�����#(C7����:������#E@#2

n 0������������������������/������� �������������n '��� ������������������15��������� ��������2�

n "97�������:��=���<"�����:��������

n ������������������������:����=�����; ��������

n �����������#E@@�������-.��1�*�����/�9"�����*�O4!E(2�������� ���������#EE9� ���<����������

n &�����������.�

Page 21: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

L0 R0

Plaintext: 64

IP

f K1

R2 = L1 ⊕ f(R1, K2)

R1 = L0 ⊕ f(R0, K1)L1 = R0

f K2

L2 = R1

R15 = L14 ⊕ f(R14, K15)L15 = R14

f K16

IP-1

Ciphertext

L16 = R15R16 = L15 ⊕ f(R15, K16)

3232

48

Li = Ri-1

Ri = Li-1 ⊕ f(Ri-1, Ki)

-.����������������� ���������

Page 22: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ ((

Li-1 Ri-1

Ri = Li-1 ⊕ f(Ri-1, Ki)Li = Ri-1

Expansion Permutation

S-Box Substitution

P-Box Permutation

Key (56 bits)

Shift Shift

Compression Permutation

Key (56 bits)

32 32

28 28

48

)���-.��&����

Page 23: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (4

�7/�;������������

48-Bit Input

S-Box 1 S-Box 2 S-Box 3 S-Box 4 S-Box 5 S-Box 6 S-Box 7 S-Box 8

32-Bit Output

n �7/�;�������� �-.���������

n �7/�;��9;#"�����������

n *�����"�����

n (�������������������������1#+92

n 9������������������������������

n )�������9����

n �7/�;������������=����������-� ������������������

Page 24: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (9

-����+0�����-.�

n -�����-.�n K�����������'���7��7���7'����������:�P-3@@Q

n 0�����-.�n �����5��:���,# ����,(

n ����������5���������-.��1,#F,(2

n �������*�)�C@4(���.'������OE!#@

E EX C

K1 K2

P

D DX P

K2 K1

C

E DA B

K1 K2

P E

K1

C

D EA B

K1 K2

C D

K1

E

Page 25: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (<

G�����+-� ������������������

n -� ������������������n A&����������B ���.!�/���� J��!������� ���#EE$

n /��������������7������;�������:�n ����=�������� ����������5����������������;��� ��5��������;� 5������������:��5�� �;����� ������

n 0������������������� ����������������:��

n C7������-.�����:���5����(#9�������������;�

n #"7������-.����?�����(9@�������������;�

n -.�����������:������������������:����� ������:

n G����������������n ��������������;��������� �����-.���������1'!�'�����#EE42

n *-.�� �����������1�.�2�5������ �������������������:����� �����:

n ��'��4���������������������������:����� ������:n �*'������������:������������������ FI���'�������

Page 26: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ ("

/���:����-.�

n .������������������������������������A-.������:����'������B P#EECQn �����:�������� ����

n *�������5����������;�

n ��������������n ��

n ������� �����������������������������-.��(9�����������+�����;�"9����+������;�(@������

n ��5���n �������E(�������:������������

n ��:��9!<����� ����� �����:�������

n �����n R#4$>$$$�1������������������������������������������!2

n RC$>$$$�1����������� ����������2�

Page 27: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (@

*������������-����.�������������������1*-.�2

n -�����������O� G���J�N����'����1.03�S��������5��=�����2

n ��������������n "97�������:�������

n #(C7����:��������

n �������������������������O)&��D�����(#"��;�����(#"D#

n #@�������1���C����������������������������������2

n �������� �5�����(������ ����������-.�

n ����������

n ���������1�;��������($##2

Page 28: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (C

0������������.�������������������1�.�2��������7 &�T����

n -����������&�T���7-����� 1/�����2�

n ,����=���#(C+#E(+(<"����

n /��:��=���#(C����������

n �������������������� ������������������������n 0�������������9�������� �9�����

n )�����������������������:���������������

n -�������������n &��������������:��5�������:

n ������������������������������������

n -�������������

Page 29: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ (E

�.�

n �������#"��������������������������

n .���������������������������� ��(CF��1(C2

n �(C� ������ ����� �(<"�������n )��������

n .������� ��(C �������5��������������� ��������@�5������� �������U$��#V

n ����������������������������� O)&

n '�����������������������������������������;CD�;9D�;4D;D#

�4�4�4�(�4�#�4�$

�(�4�(�(�(�#�(�$

�#�4�#�(�#�#�#�$

�$�4�$�(�$�#�$�$

Page 30: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4$

�.��)�����

#!*������=� ������ ← ;�⊕ &����,��W�

(! �������� � �������7#�������#!���/���1�����2W(!��� �&�51�����2W4!'�;�����1�����2W9!���&����,��1�����2W

4! G���������#!���/���1�����2W(!��� �&�51�����2W4!���&����,��1�����2W

9!)����� � ← �����

Page 31: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4#

*������������������

n �������� ����������������������C7�������n ����������������5��:���������������������� �(<"�������

n �� ����5����������������� ����

n ����������:���5��:���������O)&

n ��;���������?����������;�������������1(C2�5�����5��:�������������������������� �������������������:��

Page 32: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4(

*������������������

n �������� ����������������������4(7�������n ���� ��������������4(7����5���

n �������7��������9������� �(<"75���

n ���������������������������������������������������9��������:���D�9�O)&

n ���������� �#",��������������

n -������������������������ ���������������������5����:��� ���������������������������.��������

Page 33: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 44

.����������'�����

.����������������:�1.�/2

encrypt

P1

C1

Kencrypt

P2

C2

Kencrypt

PN

CN

K...

decrypt

C1

P1

Kdecrypt

C2

P2

Kdecrypt

CN

PN

K...

Page 34: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 49

.����������'������������/��:����������1�/�2

Encrypt

P1

C1

K

IV

Encrypt

C2

K ...

P2

Encrypt

CN

K

PNCN-1

Decrypt

C1

P1

IV

Decrypt

C2

P2

K KDecrypt

CN

K

PN

CN-1

...

Page 35: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

.����������'�������������������:�1��/2

Encrypt

P1

K

64-j bits | j bits

j bits | 64- j bits

64

64

jj j C1

Encrypt

P2

K

j bits | 64- j bits

64

64

jj C2

...

PNj

j j CN

CN-1Shift register64-j bits | j bits

SR

EncryptK

j bits | 64- j bits

64

64

64-j bits | j bitsSR

j

Encrypt

P1

K

64-j bits | j bits

j bits | 64- j bits

64

64

jj j C1

Encrypt

P2

K

j bits | 64- j bits

64

64

jj C2

...

PNj

j j CN

CN-1Shift register64-j bits | j bits

SR

EncryptK

j bits | 64- j bits

64

64

64-j bits | j bitsSR

j

Page 36: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

.����������'�����)�������������:�1)�/2

Encrypt

P1

K

64-j bits | j bits

j bits | 64- j bits

64

64

jj j C1

Encrypt

P2

K

j bits | 64- j bits

64

64

jj C2

...

PNj

j j CN

ON-1Shift register64-j bits | j bits

SR

EncryptK

j bits | 64- j bits

64

64

64-j bits | j bitsSR

j

Encrypt

C1

K

64-j bits | j bits

j bits | 64- j bits

64

64

jj j P1

Encrypt

C2

K

j bits | 64- j bits

64

64

jj P2

...

CNj

j j PN

ON-1Shift register64-j bits | j bits

SR

EncryptK

j bits | 64- j bits

64

64

64-j bits | j bitsSR

j

Page 37: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4@

��������1�0&2

n ����������)�/������������������������������������������ ������:�����

n '������������ ������:���J�������������� ���������������;�����:�1�����������2Ci = Pi XOR OiOi = DESK1(i)

n ��������7��������5��:���������������������������� ��

Page 38: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4C

*������!�)�������/�74-.�

n %������������������ ������4-.��5�����/�����������������!������6

Page 39: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 4E

'�������������������������1'��2���������.������������������

n ��������'�����*��������������1'*�2

n �����n -�������������� ��������� ������������������������:��

n �����������?���n ����/��������������������������:�1������2������5��������������;�������

n ������� �����������D������������

n ����5��:���1���� ����/��������������������� ����/��������������������2

n ������������������������������������������ �����/������������

n ��5�������?���������������'���������?���������3'��

Page 40: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9$

3��������'�����-����

n ����n *���������������n )���������������:�1�������� ��������������2n ����������������������� ��������������������� ��������� ��������������������������

n .;�����������++555!���� �!���+?���:���+��:!���n �������3������������1�3�7#���3�7(2�����*�0n '-(��'-9������'-<����&���&���� P&��#4#E��#4($��#4(#Qn �3�7#���������#"$�����n �3�7(���������(<"74C97<#(������������������������������������

n ���n '����3�56�������6�8 3'��n ������������������56n .�������������56

Page 41: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9#

3'��

n 3'��,1;2�F��3�7#11,⊕����2�M��3�7#11,⊕����2M;22n ���� F�4"4"84"W����� F�<�<�8<�

n ����������n �3�7#���������������������������������������'��

Page 42: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9(

'�����-�����<�1'-<2����&!�&���� P&��#4(#Q

n *������������� ����������������

n )�������#(C7�������

n '���������������������:�� �<#(�����1��������� ��������2

n ���������n -����������������������/�������������:

n �������5����� ��������'-<���3�7$����������� ����� ����3�7#

n ����7�������� ��3�7$��.��/������&� � ������������������ ��������($$9

n �����++555!�!��������!��!�+X�����+����������!���

n ������� ���3������������'-9��'-<��3�K�G7#(C�����&*�.'-

n O������ %��������-������ ���� ����O��T�� G�������3����� Y�

n �����++������!����!���+($$9+#EE!��

Page 43: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 94

/�������������:

n *���"97�������������6n /����� ������#����������FI�#$#4 �����������4$$�������������

n /������������ ����������������n .;������5����������������������������������5������������� (4����������������������6���I�$!<

n ������ �����������������n ������������������(

�+( ����������� ����������������5���������������������������

n ���������������������(�+( ����������� ���������� ��������������

n �5������ ����������������������� ���������5������������1�����������I�$!<�������������������;2

n ����������������������������������������������� �������5�����5����������������������

n �����������������'��

Page 44: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 99

������,��������

Page 45: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9<

��������������������

n *�����������-� �� ����3���� P-3@"Qn %����-.��5���������� �����������=�����

n �������������������������5�������������������������1X#$$$�����2

n ����������n ����������?�������������:��

n ���������������������������1��7����������������������������2

Public KeyPublic Key Encrypted MessageEncrypted Message Private KeyPrivate Key

Page 46: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9"

'����������������

n '���������������n .!�!��4�D�<�F�#�����@

n '�������������������n .!�!��4�Z�9�F�<�����@

n '�������;�������������n .!�!��44 F�"�����@

n �������&�����������+����������8

Page 47: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9@

&��������������P&��@CQ

n ����������������� ����� ������

n ����������������� ����� ������

n &�������������

n � �� ��!��"�#����������"��� �������� ��������

n ����� �φφφφ��������$%���$%� ���"�� ����������

n � �!����#���φφφφ��� ������% �%&�&φφφφ��� ���"�� ��������

n �����$%����φφφφ��� �������� ����������

n -1.1'22�F�'�������� F�':φ1�2D#�F�' �����'����������

Page 48: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9C

�����������������������

n -������� �������1��������������������2�

n π1;2�X�;+�1;2n ������� �.������L��

n 0���� ��������������������[&01�2���������

n ������>�G�����0��������������������������������������

n ��7# F�#������

n ������7������ �������� ���

n * �� �������������������<$\�� ��� ��������� ������ ��5�����n �1�7#2+( F�N1����2������

n &����7'������������ ���

n * �� ������������������������������������ ����������@<\�� ��]��n ����������� �7#�F�(�����F�±#������ ()��(� F�7#������ ��������]�

n ������������������������������� ������������=���&�������3��������������

n -���������������������������������� ����P����5���,�������;���>($$(Q

Page 49: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ 9E

���� �&��

n .����������1��5����������������������/2�n � �������������:���� �/ ������������' 1�!�!��./1'22

n ����������/ ���������������:��������/ ������������'�1�!�!��' F�-/1'2�

n -���������������1��5����������������������������/2�n /����������� ���������.�1-�1'22�F�-�1.�1'22

n � ��������' ����������������:���1�!�!��-�1'22���������������/

n / ��������:������.�1-�1'22��F�'

n ����������� ������������������:������������������������������

Page 50: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <$

-� ��73���� ,���.;������Private: APrivate: A

n /������������� ������� ���������������������������

n %��:��������;������������ �������1�?2

Private: BPrivate: BPublicPublic

xx

compute:compute:aaxx mod pmod p

receive:receive:aayy mod pmod p

Compute shared key:Compute shared key:(a(ay y )) xx mod pmod p

yy

compute:compute:aayy mod pmod p

receive:receive:aaxx mod pmod p

Compute shared key:Compute shared key:(a(ax x )) yy mod pmod p

p: prime number,p: prime number,a: primitive element of GF(p)a: primitive element of GF(p)

Page 51: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <#

�����:����-� ��73���� ��������������,���*��������

n ����� ����������������� �������������� ��������������� �������n ��������������������*������:���������1&���� J������� #EC92

Ax

By

I (intruder)z

ax

az

az

ay

Shared key: KAI=axz Shared key: KBI=ayz

Message encrypted using KAI

Decrypt using KAI +Decrypt using KBI

Man-in-the-Middle Attack

Page 52: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <(

.����� ������n ����������

n ��������������� 1������������2n �]�� ������������� 1������������2n ;]���������������� 1��������������2n � F�; ����� 1���������������2�

n .����������� �������'�n �������������: ]��7#n ��F��: �����n ��F��:' �����

n -����������n ' F��+�: ������F��+�;: ������F��+�;

n '�������������n �������������: ���������������5�����7#n �������' F�1;� D�:�2�����1�7#2 1�;�������.�������������2n ��������1'2 F�1����2n ���� ���������������� ����� F��' �����

Page 53: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <4

,�����:

n *�������������&!�'��:�

n /������������� ������� �����������,�����:�������������������������1,�����:��������7��������������2n �������������� � F�1�#���(��8����2 1�?!�*��2�

n ������;����� ; F�1;#��;(��8��;�2 1�?!�/��2

n ��������;�� � F��#;#D�(;(D8D��;�n ��F�5�>� ����������>�I�>#D8D�>�7#���I�>#D8D�>�n 5 �����������������5�����

n )��7������,�����:�5�����:�������!������� ���#EC(

n ������������������ �,�����:�5�������:��

Page 54: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <9

)����

n .�������������������������1.��2

n S����,��5��������� ������

Page 55: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <<

����������������

n ��� ������������n �������������������������

n ���������������������������

n *����������n '�����������

n ������������n �������������������

n ���������������n �������������������������

n ���7�����������

Page 56: ˘ˇ ˘ ˆ ˇ - ccs.neu.edu · .ˇ ’ Message source Encryption Algorithm Decryption Algorithm Encryption Key Decryption Key Message Destination Plaintext Ciphertext PPllaaiintext

���"#$���%�&' ������������ <"

[������

n 3�5������:������������������-.�6

n 3�5�����������������������:����=������.�6

n *�����������������������;������������������������������������ ���-.�6��.�6

n * ������������������������������������� �����������;� �������������C7������/��������5� �������������������6