Кіріспе
Блок шифрлары үшін аутентификацияланған шифрлау режимі. Оффсеттік код кітапшасы режимі (OCB режимі) – криптографиялық блок шифрлары үшін аутентификацияланған шифрлау режимі. OCB режимін Филипп Рогавей жасады, ол Михир Беллар, Джон Блэк және Тед Кроветцтің көмегі мен дизайнға жасаған түсініктемелері үшін алғыс айтады. Ол Charanjit S. Jutla-ның аутентификацияланған шифрлаудың тұтастығын ескеретін параллельдеу режиміне (IAPM) негізделген. OCB2 нұсқасы қауіпсіз емес екені дәлелденді, ал бастапқы OCB1 және 2011 жылғы OCB3 әлі де қауіпсіз деп саналады.
Offset codebook mode (OCB mode) is an authenticated encryption mode of operation for cryptographic block ciphers. OCB mode was designed by Phillip Rogaway, who credits Mihir Bellare, John Black, and Ted Krovetz with assistance and comments on the designs. It is based on the integrity aware parallelizeable mode (IAPM) of authenticated encryption by Charanjit S. Jutla. The OCB2 version was proven insecure, while the original OCB1 as well as OCB3 from 2011 are still considered secure.
Шифрлау және аутентификация
OCB режимі хабарламаның түпнұсқалығын растау және құпиялылықты қамтамасыз ету үшін жасалған. Бұл, негізінен, блок шифрінің жұмысына хабарламаны аутентификациялау кодын (MAC) біріктіру схемасы. Осылайша, OCB режимі аутентификация үшін MAC және құпиялылық үшін шифрлау сияқты екі жеке жүйені пайдалану қажеттілігін жояды. Бұл жеке шифрлау және аутентификациялау функцияларын қолданумен салыстырғанда есептеу шығындарын азайтады. OCB-нің үш нұсқасы бар: OCB1, OCB2 және OCB3. OCB1 2001 жылы жарияланды. OCB2, OCB1-ге қарағанда жақсартылған, себебі ол хабарламамен бірге қосымша деректерді де қосуға мүмкіндік береді, соның арқасында аутентификацияланған шифрлау (AEAD; яғни шифрланбаған, бірақ аутентификациялануы тиіс деректер) және ауытқулар тізбесін жасаудың жаңа әдісі ұсынылады. OCB2 алғаш рет 2003 жылы жарияланды, бастапқыда аутентификацияланған шифрлау режимі немесе кеңейтілген шифрлау режимі (AEM) деп аталды және 2019 жылы толығымен қауіпсіз емес екені анықталды. 2011 жылы жарияланған OCB3 ауытқуларды есептеу әдісін қайтадан өзгертеді және аз ғана өнімділік жақсартуларын енгізеді. OCB2 ISO/IEC19772:2009 стандартында стандартталды (бірақ шабуыл туралы мәліметтер жарияланғаннан кейін стандарттан алынып тасталды) ал RFC7253-те өзгертілген OCB3 нұсқасы келтірілген. RFC тегтің ұзындығын ішкі форматталған нонсқа енгізеді.
Өнер көрсету
OCB-нің жұмыс істеу шығындары шифрлау блоктарының тізбегі сияқты классикалық, аутентификацияланбаған режимдермен салыстырғанда минималды. OCB шифрланған және аутентификацияланған хабарламаның әр блогы үшін бір блок шифрлеу операциясын, ал қоса байланысты деректердің әр блогы үшін де бір блок шифрлеу операциясын қажет етеді. Процестің соңында тағы бір қосымша блок шифрлеу операциясы талап етіледі. Атап айтқанда, ұқсас мүмкіндіктерді ұсынатын CCM режимі хабарлама блогына екі есе көп блок шифрлеу операцияларын қажет етеді (қоса байланысты деректер OCB-дегідей бір операцияны қажет етеді).
Патенттер
OCB қазір жалпыға қолжетімді болса да, Rogaway бастапқыда OCB режимін патенттеді, коммерциялық лицензияларға ақы алу үшін және өз жұмыстары әскери жобаларда пайда болып жатса, оны тоқтатуға тырысу үшін. Rogaway 2021 жылы OCB патенттерінен уәкілдікпен бас тартты. OCB режиміне екі АҚШ патенті берілді. Бұл патенттер Ұлттық Стандарттар және Технология Институтының мақұлдауын қиындатты. OCB режимі патенттелген кезде Rogaway үш лицензия ұсынды, бұл OCB режимін GNU General Public License (кейін Open Source Initiative растаған кез келген ашық кодты лицензия) бойынша лицензияланған бағдарламалық құралдарда, коммерциялық емес және әскери емес жобаларда, сондай-ақ OpenSSL-де тегін пайдалануға мүмкіндік берді. Rogaway тек АҚШ-та патенттік қорғауға өтініш бергендіктен, алгоритм әрқашан АҚШ-та жасалмаған және сатылмаған бағдарламалық құралдарда қолдануға болады.
Шабуылдар
Нильс Фергюсон OCB-ге қарсы соқтығысу шабуылдарын көрсетті, бұл бір кілт астында қауіпсіз өңделетін деректер көлемін шамамен 280 терабайтқа дейін шектейді. 2018 жылдың қазан айында Иноуэ мен Минематсу OCB2-ге қарсы экзистенциалдық жалған жасау шабуылын ұсынды, ол тек бір алдын ала шифрлау сауалына және дерлік есептеу қуатына немесе жадқа мұқтаж болмайды. Бұл шабуыл OCB1 немесе OCB3-ке қатысты емес, сондай-ақ жалған шифрмәтіндегі қосымша деректер өрісінің бос болуын талап етеді. Поттерлинг пен Ивата бірнеше күннен кейін жалған жасау шабуылын толық мәтінді қалпына келтіру шабуылына жетілдірді. Кейіннен төрт автор бірлескен есеп дайындады.