Weak Encryption: Stream Cipher

暗号化されたデータがディスクに保存されているとき、または鍵が複数回使用される場合、ストリーム暗号の使用は危険です。

ストリーム暗号は "key re-use" 攻撃に対して脆弱です。これは "two-time pad" 攻撃とも呼ばれています。同じ鍵が複数回使用される場合、暗号文の 2 つの文字列を XOR し、鍵を無効にして XOR した平文のみを残すことが簡単にできるため、このタイプの脆弱性が発生します。人間の言語をフォーマットする方法のため、通常、元の 2 つのメッセージに簡単に戻ります。
前述の攻撃を止めるには新しい初期化ベクトル (IV) を使用する必要があるため、ストリーム暗号は暗号化データの保存に適しません。次のいずれかを意味するためです。
1) IV としてディスク セクターを使用する:
保存したデータの変更が必要になるたびに同じ IV を再使用する必要があるため、これは安全ではありません。
2) 新しい IV をディスク セクターにマッピングするために複雑なシステムを使用する:
これは保守管理が難しくなります。このようなアプローチでは、継続的に更新する必要があり、ユーザーが読み取れないようにする必要があり、暗号化されていない平文だけの場合よりかなり多くのディスク領域を使用する暗号文を必要とします。

以上の 2 点により、暗号化されたデータを保存する目的で、ブロック暗号の代わりにストリーム暗号を使用することはマイナスになります。ストリーム暗号のもう 1 つの問題は、認証機能がないため、「ビット フリッピング」攻撃に対して脆弱になることです。"CTR" など、一部のブロック暗号はストリーム暗号と同じように動作するため、この同じ攻撃に対して脆弱性になります。

例 1: 次のコードはストリーム暗号を生成し、そのストリーム暗号は定数 IV でデータを暗号化し、ディスクに保存するために使用されます。

import (
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "os"
)
...
iv = b'1234567890123456'
CTRstream = cipher.NewCTR(block, iv)
CTRstream.XORKeyStream(plaintext, ciphertext)
...
f := os.Create("data.enc")
f.Write(ciphertext)
f.Close()

Example 1 では、iv が定数初期化ベクトルとして設定されているため、再利用攻撃を受けやすくなります。