L4.6cmL3.0cmL7.0cm English & 中文 & 說明
English & 中文 & 說明
cryptography & 密碼學 & 本週給了七種定義;本課程採「研究如何(以及什麼叫)讓計算安全」。
secret key encryption (SKE) & 秘密金鑰加密 & 又稱對稱式/私鑰加密;\((\KGen,\Enc,\Dec)\)。
key generation (\(\KGen\)) & 金鑰產生 & 輸出金鑰;通常是均勻隨機抽樣。
message / plaintext & 訊息/明文 & \(m \in \calM\)。
ciphertext & 密文 & \(c \in \calC\)。
key space / message space / ciphertext space & 金鑰/訊息/密文空間 & \(\calK\)、\(\calM\)、\(\calC\)。
syntax & 語法 & 演算法的介面(輸入/輸出型別),不含正確性與安全性。
correctness & 正確性 & 誠實使用時功能正常:解得回來/標籤被接受。
security & 安全性 & 敵手在某能力下做不到某事。
security definition & 安全定義 & 由(\(\ast\))與(\(\dagger\))組成。
adversary & 敵手 & \(\adv\);Eve(被動)、Charlie/Mallory(主動)。
eavesdropper & 竊聽者 & 只能觀察通道的敵手。
confidentiality / secrecy / privacy & 機密性/保密性 & 敵手學不到訊息內容;三詞在本課程同義。
integrity & 完整性 & 收到的就是送出的;需另外的機制(MAC)。
authenticity & 真實性/鑑別 & 訊息確實來自持有金鑰的一方;與完整性常並稱。
message authentication code (MAC) & 訊息鑑別碼 & \((\KGen,\Tag,\Vf)\)。
tag & 標籤 & \(\tau \in \calT\);MAC 的輸出。
verify (\(\Vf\)) & 驗證 & 輸出 \(1\)(合法)或 \(0\)(不合法)。
valid tag & 合法標籤 & \(\Vf(\ik,m,\tau)=1\)。
forgery & 偽造 & 不知金鑰卻產生合法的 \((m,\tau)\)。
oracle & 預言機/黑盒 & \(\Tag(\ik,\cdot)\):可查詢、看不到內部。
chosen-message attack (CMA) & 選擇訊息攻擊 & 敵手可選訊息取得標籤;adaptive \(=\) 可依結果調整。
known-message attack & 已知訊息攻擊 & 敵手只能被動觀察訊息–標籤對( 的自然解讀)。
existential unforgeability (EUF-CMA) & 存在性不可偽造 & 對任何新訊息都無法偽造;。
strong unforgeability (sEUF-CMA) & 強不可偽造 & 無法產生任何新的 \((m,\tau)\) 對;\(^{+}\)。
canonical verification & 典範驗證 & 重算標籤再比對。
deterministic / randomised & 確定性/隨機化 & 同輸入是否永遠同輸出。
chosen plaintext attack (CPA) & 選擇明文攻擊 & 敵手有加密預言機。
chosen ciphertext attack (CCA) & 選擇密文攻擊 & 敵手另有解密預言機。
indistinguishability (IND) & 不可區分性 & 猜不出密文對應 \(m_0\) 或 \(m_1\)。
semantic security & 語意安全 & 學不到任何可計算的新資訊;與 IND 等價。
perfect secrecy & 完美保密 & 密文與明文統計獨立(Shannon)。
one-time pad & 一次性密碼本 & \(c = m \oplus \sk\);完美保密但可延展。
malleability & 可延展性 & 不知明文仍可預測地改動明文。
Encrypt-then-MAC (EtM) & 先加密後鑑別 & 對密文貼標籤;先驗證後解密;通用安全。
MAC-then-Encrypt (MtE) / Encrypt-and-MAC (E&M) & 先鑑別後加密/加密並鑑別 & 另兩種組合;非通用安全。
authenticated encryption (AE) & 鑑別加密 & 同時保密與完整;GCM、ChaCha20-Poly1305。
key separation & 金鑰分離 & 一把金鑰只做一件事。
replay / reordering / reflection attack & 重放/重排/反射攻擊 & 計數器、計數器、方向位元(或每方向獨立金鑰)。
delay / denial (of delivery) & 延遲/拒絕傳遞 & 網路工程範疇;密碼學只能偵測。
freshness & 新鮮度 & 訊息是「新的」;由計數器、時間戳或 nonce 保證。
nonce & 一次性數值 & number used once;用於新鮮度或隨機化加密。
sequence number / counter & 序號/計數器 & 單調遞增;擋重放與重排、偵測遺失。
timestamp & 時間戳 & 需時鐘同步;視窗內仍可重放。
direction bit & 方向位元 & \(b_{A\to B} \neq b_{B\to A}\);擋反射。
sliding window & 滑動視窗 & 容忍遺失與亂序的反重放機制(DTLS、IPsec)。
truncation attack & 截斷攻擊 & 丟掉結尾訊息;需受鑑別的結束訊息偵測。
side-channel attack & 側通道攻擊 & 利用時間、功耗等定義外的洩漏;如 MAC 比對的時間攻擊。
Kerckhoffs’ principle & Kerckhoffs 原則 & 演算法公開,只有金鑰保密。
reduction & 歸約 & 把攻破 X 的敵手轉成攻破 Y 的敵手,證明 Y \(\Rightarrow\) X。
negligible & 可忽略 & 比任何多項式的倒數都小(漸近意義)。
ITAR / munitions list & 國際武器貿易條例/軍火清單 & 1990 年代美國把密碼軟體列為軍火的法規。
export-grade cryptography & 出口級密碼學 & 刻意削弱(40 位元、512 位元);FREAK/Logjam 的根源。
中英術語對照表
Related articles
導讀:如何使用本教材
L3.2cmL11.6cm 項目 & 內容 課程 & 6CCS3CIS Cryptography(三年級/Level 6 版本) 授課教師 & Eamonn W. Postlethwaite(前五週)、Ngoc Khanh Nguyen(後五週) Office hours & 以 email 預約:Eamonn 週一 16–17;Khanh 週五 13–14 上課時間 & 每週四 16–18 講課;週一或週二 tutorial 評量方式
Read article →什麼是密碼學?(講義 pp. 4–6)
講義一開始並沒有急著給出公式,而是先問一個看似簡單的問題:「密碼學是什麼?」 教師刻意列出七種來源各異的「定義」,目的不是要你背下其中一個,而是要你體會:對同一個學科,不同的人會因為關心的面向不同而給出不同的界定;而一旦下了定義,就等於劃出了界線(Wilde:「to define is to limit」)。
Read article →思想實驗:兩位領主的秘密通訊(講義 pp. 7–11)
兩位領主 Francis 與 Henry 各自駐紮在營帳(pavilion)中,想要「安全地」通訊。他們事先當面商定了三樣東西: 之後 Francis 要傳訊給 Henry 時:加密 寫在羊皮紙(parchment)上 交給最信任的騎士(rider)送達 Henry 解密閱讀。
Read article →什麼是「好的」加密方案?安全定義的五次迭代(講義 pp. 12–17)
講義用蘇格拉底式的問答,連續提出五個候選定義,每提出一個就問「Strong enough?」,再用一個反例推翻(或修正)它。這段推演是理解「安全定義為何微妙」的最佳範例,也是 Problem Set 1 第一題的直接前身——那裡會對 MAC 做一模一樣的事。
Read article →保密性之外:完整性與訊息鑑別碼(講義 pp. 18–20)
講義 p. 18 問:除了保密性之外,我們還想要什麼安全性質? 設想騎士被收買,竄改羊皮紙上的密文。他不知道金鑰也不知道訊息,但他仍然可以重排、增加或刪除字元。Henry 解密之後會得到什麼?一團亂碼嗎?如果不是亂碼呢?
Read article →保密性與完整性之外(!):重放、重排、反射、延遲、拒絕(講義 pp. 21–22)
假設 Francis 與 Henry 已經有了「完美」的加密與「完美」的 MAC:騎士讀不懂、也改不動任何一張羊皮紙。講義 p. 21 問:還有沒有我們想要的安全性質?有——因為騎士仍然可以對整張羊皮紙動手腳,而不必動其中的任何一個字。
Read article →