汽车信息安全--关于安全强度的误区

估摸着是《汽车整车信息安全技术要求》执行时间的临近,很多Tier1都开始着手给自己的件加上信息安全,首先就是安全启动功能。

最近接触了很多客户,关于安全启动校验算法是选非对称还是对称算法,我发现普遍存在一个误区:认为安全强度只和密钥长度有关,例如RSA2048的安全强度远高于AES128,因为2048远远大于128。

事实上,根据NIST SP 800-57 5.6.1 Comparable Algorithm Strengths章节描述,安全强度首先是依赖密码算法,其次才是密钥长度。

这里给出"安全强度"的定义:
A security strength is a number associated with the amount of work (i.e., the number of operations) that is required to break a cryptographic algorithm or system.

从定义我们不能难看出,密码算法底层原理的复杂性才是决定安全强度的前提。

我们来看看这其中区别。

AES是一种对称分组密码,加密和解密使用相同密钥,对数据进行固定长度分组进行处理,它的处理过程围绕着轮函数进行。

我们以一个魔方的打乱和还原来描述,整齐的魔方作为明文,密钥是打乱的具体顺序,密码算法则是固定转动规则(例如魔方只能横竖90度、一排、两排等等转动,这是公开且每个人都明白的),按照密钥将魔方打乱得到密文,也可以很容易按照密钥将魔方还原得到明文,但是没有密钥的人不知道具体顺序,很难去进行破解。

很明显,密钥越长,顺序越多,破解难度就越大,例如128位密钥,意味着密钥空间为2^128,具体=​340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456​。用暴力破解的手段,这对于目前计算能显然是不可行的。

RSA的安全性则来源于大整数分解的数学难题,例如RSA2048使用的是2048位模数,破解它完全不需要尝试2^2048次,而只是需要去把这个数进行分解,而据NIST标准上的介绍,RSA-2048的安全强度等同于对称算法的112位。

那么为什么椭圆曲线算法的密钥长度也不算很长,安全强度也不错呢?

这仍旧是底层原理所致,椭圆曲线算法是基于离散对数的数学难题,具体原理我们之前讲过,实在不想了解,你只需要想象:在一个台球桌上,你仅仅知道白球的起点和终点,让你说出白球经历了多少次的碰撞才到达终点。这个难度,还是非常具体。

因此,NIST给出了不同算法的安全强度对比地图:

这样大家就不会感到困惑了。

此外,从各算法的底层原理上我们也能明白,采用AES-CMAC的校验速度会比RSA\ECC等验签的速度快很多的原因,具体不多讲了。

就酱,拜拜

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