Nøkkelderivasjonsfunksjon
Nøkkelderiveringsfunksjon
En nøkkelderiveringsfunksjon (KDF) er en kryptografisk algoritme som utleder en eller flere hemmelige nøkler fra en hemmelig verdi, slik som et passord eller en passfrase. Hovedformålet er å gjøre det beregningsmessig umulig å reversere prosessen og gjenopprette den opprinnelige hemmeligheten fra de avledede nøklene.
Hvordan nøkkelderiveringsfunksjoner virker
Nøkkelderiveringsfunksjoner tjener ulike formål innen kryptografi. De brukes ofte i følgende scenarioer:
Passordbasert KDF: I systemer som sikkert lagrer og overfører passord, brukes en KDF for å utlede en kryptografisk nøkkel fra passordet. Dette sikrer at selv om den avledede nøkkelen kompromitteres, er det beregningsmessig vanskelig å få tak i det opprinnelige passordet. Populære passordbaserte KDF-algoritmer inkluderer Argon2, PBKDF2 og bcrypt.
Eksempel: Tenk på en database med brukernes passord. I stedet for å lagre passordene direkte, brukes en KDF for å utlede en hash av passordet, som deretter lagres i databasen. Når en bruker skriver inn sitt passord under innloggingsprosessen, brukes den samme KDF-algoritmen for å utlede hashen fra det angitte passordet, og det sammenlignes med den lagrede hashen. På denne måten forblir det opprinnelige passordet ukjent for alle som får tilgang til passorddatabasen.
Kryptografisk nøkkelderivasjon: KDF-er brukes til å utlede kryptografiske nøkler for kryptering, dekryptering eller autentisering. Disse nøklene er essensielle for å sikre datakonfidensialitet, integritet og autentisitet. Kryptografiske KDF-er gir en måte å generere sikre nøkler som er motstandsdyktige mot angrep som prøver å gjette eller utlede den opprinnelige nøkkelen. Velkjente kryptografiske KDF-er inkluderer HKDF (HMAC-baserte nøkkelderiveringsfunksjoner), scrypt og nøkkelutvidelsesfunksjonen i TLS (Transport Layer Security) protokollen.
Eksempel: I en sikker meldingsapp kan en KDF brukes til å utlede sesjonsnøkler for kryptering og dekryptering av meldinger. KDF-en tar inn inngangsparametere som en delt hemmelig nøkkel, en nonce og tilleggskontekstuelle data, og produserer sesjonsnøkler som er unike for hver sesjon. På denne måten kan en angriper som fanger opp krypterte meldinger ikke utlede sesjonsnøklene uten kunnskap om den delte hemmelige nøkkelen.
Nøkkelstyrkning: KDF-er brukes også for å styrke svake nøkler eller passord ved å øke deres entropi, noe som gjør dem mer motstandsdyktige mot brute-force-angrep. Ved å anvende KDF-en flere ganger eller iterere prosessen med ytterligere tilfeldige data, blir den resulterende avledede nøkkelen mer beregningsmessig kostbar å knekke.
Eksempel: Når en bruker velger et svakt passord, kan en KDF brukes for å styrke det. Ved å anvende KDF-algoritmen med et høyt antall iterasjoner og en tilfeldig salt, blir den resulterende avledede nøkkelen eksponentielt vanskeligere å gjette eller knekke ved bruk av brute-force metoder.
Forebyggingstips
For å maksimere sikkerheten som nøkkelderiveringsfunksjoner gir, vurder følgende forebyggingstips:
Bruk sterke passord: Å bruke sterke og unike passord øker betydelig vanskeligheten med å reversere KDF-prosessen. Bruk en kombinasjon av store og små bokstaver, tall og spesialtegn i passordene dine. Unngå vanlige og lett gjettbare ord eller mønstre.
Velg sikre KDF-algoritmer: Det er avgjørende å velge veletablerte og testede KDF-algoritmer som er grundig analysert og motstandsdyktige mot kjente kryptografiske angrep. Henvis til pålitelige kilder og kryptografiske standarder for anbefalinger.
Implementer iterativ salting: Å legge til tilfeldig salt og iterere KDF-prosessen kan betydelig forsterke sikkerheten til avledede nøkler, spesielt i passordbaserte applikasjoner. Salt er en tilfeldig verdi som legges til inngangen til KDF, noe som sikrer at samme inngang gir et forskjellig utfall. Å iterere KDF-prosessen flere ganger introduserer en beregningsmessig kostnad som gjør brute-force angrep mer tidkrevende.
Eksempel: bcrypt passordhashingfunksjonen er en slik algoritme som inkluderer salt og iterasjoner. Den hjelper til å beskytte mot rainbow table-angrep, der forhåndsberegnede tabeller av passordhasher brukes for raskt å matche mot lagrede hasher.
Hold deg oppdatert: Følg med på fremskritt, forskning og sårbarheter innen kryptografi. Oppdater systemene dine regelmessig for å innlemme de nyeste sikkerhetsoppdateringene og forbedringene.
Relaterte begreper
Salt (Kryptografi): En tilfeldig verdi som legges til inngangen til en nøkkelderiveringsfunksjon for å forhindre at samme inngang gir samme utgang. Salting er en effektiv teknikk for å forsvare mot ulike angrep, inkludert rainbow table-angrep.
Brute Force-angrep: En prøve-og-feile-metode brukt av angripere for å dekode krypterte data eller passord. Brute force-angrep innebærer systematisk prøving av alle mulige kombinasjoner til den riktige finnes.
Ved å forstå og implementere konseptene og beste praksis knyttet til nøkkelderiveringsfunksjoner, kan du i stor grad forbedre sikkerheten og integriteten til kryptografiske systemer, beskytte sensitiv informasjon og forhindre uautorisert tilgang.