Funktion för nyckelderivering
Nyckelderiveringsfunktion
En nyckelderiveringsfunktion (KDF) är en kryptografisk algoritm som härleder en eller flera hemliga nycklar från ett hemligt värde, såsom ett lösenord eller lösenfras. Dess huvudsakliga syfte är att göra det beräkningsmässigt omöjligt att återställa den ursprungliga hemligheten från de härledda nycklarna.
Hur nyckelderiveringsfunktioner fungerar
Nyckelderiveringsfunktioner tjänar olika syften inom kryptografi. De används vanligtvis i följande scenarier:
Lösenordsbaserad KDF: I system som säkert lagrar och överför lösenord används en KDF för att härleda en kryptografisk nyckel från lösenordet. Detta säkerställer att även om den härledda nyckeln komprometteras, är det beräkningsmässigt svårt att erhålla det ursprungliga lösenordet. Populära lösenordsbaserade KDF-algoritmer inkluderar Argon2, PBKDF2 och bcrypt.
Exempel: Tänk på en databas med användarlösenord. Istället för att lagra lösenorden direkt används en KDF för att härleda en hash av lösenordet, som sedan lagras i databasen. När en användare anger sitt lösenord under inloggningsprocessen används samma KDF-algoritm för att härleda hashen från det angivna lösenordet, och den jämförs med den lagrade hashen. På detta sätt förblir det ursprungliga lösenordet okänt för någon som får tillgång till lösenordsdatabasen.
Kryptografisk nyckelderivering: KDFs används för att härleda kryptografiska nycklar för kryptering, dekryptering eller autentisering. Dessa nycklar är avgörande för att säkerställa datakonfidentialitet, integritet och äkthet. Kryptografiska KDFs ger ett sätt att generera säkra nycklar som är motståndskraftiga mot attacker som försöker gissa eller härleda den ursprungliga nyckeln. Välkända kryptografiska KDFs inkluderar HKDF (HMAC-based Key Derivation Function), scrypt och nyckelutvidgningsfunktionen i TLS (Transport Layer Security) protokoll.
Exempel: I en säker meddelandeapplikation kan en KDF användas för att härleda sessionsnycklar för kryptering och dekryptering av meddelanden. KDF tar inmatningsparametrar såsom en gemensam hemlig nyckel, ett nonce och ytterligare kontextuell data, och producerar sessionsnycklar som är unika för varje session. På detta sätt, även om en angripare avlyssnar krypterade meddelanden, kan de inte härleda sessionsnycklarna utan kunskap om den gemensamma hemliga nyckeln.
Nyckelförstärkning: KDFs används också för att förstärka svaga nycklar eller lösenord genom att öka deras entropi, vilket gör dem mer motståndskraftiga mot bruteforce-attacker. Genom att tillämpa KDF flera gånger eller iterera processen med ytterligare slumpmässig data blir den resulterande härledda nyckeln mer beräkningskrävande att knäcka.
Exempel: När en användare väljer ett svagt lösenord kan en KDF användas för att förstärka det. Genom att tillämpa KDF-algoritmen med ett högt antal iterationer och en slumpmässig salt blir den resulterande härledda nyckeln exponentiellt svårare att gissa eller knäcka med brute-force-metoder.
Förebyggande tips
För att maximera säkerheten från nyckelderiveringsfunktioner, överväg följande förebyggande tips:
Använd starka lösenord: Användning av starka och unika lösenord ökar avsevärt svårighetsgraden att omvända KDF-processen. Använd en kombination av stora och små bokstäver, siffror och specialtecken i dina lösenord. Undvik vanliga och lätt gissningsbara ord eller mönster.
Välj säkra KDF-algoritmer: Det är avgörande att välja väl etablerade och granskade KDF-algoritmer som har analyserats noggrant och är motståndskraftiga mot kända kryptografiska attacker. Referera till betrodda källor och kryptografistandarder för rekommendationer.
Implementera iterativ salting: Att lägga till slumpmässig salt och iterera KDF-processen kan avsevärt förbättra säkerheten hos härledda nycklar, särskilt i lösenordsbaserade applikationer. Salt är ett slumpmässigt värde som läggs till inmatningen av KDF, vilket säkerställer att samma inmatning ger ett annat resultat. Att iterera KDF-processen flera gånger introducerar en beräkningskostnad som gör brute-force-attacker mer tidskrävande.
Exempel: bcrypt-lösenordshasning är en sådan algoritm som innehåller salt och iterationer. Den hjälper till att skydda mot rainbow table-attacker, där förberäknade tabeller över lösenordshascher används för att snabbt matcha mot lagrade hascher.
Håll dig uppdaterad: Håll koll på framsteg, forskning och sårbarheter inom kryptografi. Uppdatera regelbundet dina system för att inkludera de senaste säkerhetsuppdateringarna och förbättringarna.
Relaterade termer
Salt (Kryptografi): Ett slumpmässigt värde som läggs till inmatningen av en nyckelderiveringsfunktion för att förhindra att samma inmatning ger samma utmatning. Salting är en effektiv teknik för att försvara mot olika attacker, inklusive rainbow table-attacker.
Brute Force Attack: En försöks-och-felk metod som används av angripare för att avkoda krypterad data eller lösenord. Brute force-attacker involverar systematiskt att försöka alla möjliga kombinationer tills den rätta hittas.
Genom att förstå och implementera koncepten och de bästa metoderna associerade med nyckelderiveringsfunktioner kan du avsevärt förbättra säkerheten och integriteten i kryptografiska system, skydda känslig information och förhindra obehörig åtkomst.