Matasano Crypto Challenge 19: Break Fixed-Nonce CTR Mode Using Substitions

Pada tulisan sebelumnya dibahas mengenai implementasi cipher stream, mode CTR. Untuk tulisan hari ini akan dibahas mengenai cara melakukan serangan terhadap mode CTR dengan menggunakan subtitusi.

Challenge

Gunakan fungsi enkrip/dekrip CTR anda dan perbaiki nilai nonce ke 0. Dan hasilkan kunci acak AES. Dalam enkripsi berturut-turut (tidak dalam menjalankan stream CTR yang besar), enkrip setiap line base64 dibawah ini agar menghasilkan perkalian ciphertext yang independen:

SSBoYXZlIG1ldCB0aGVtIGF0IGNsb3NlIG9mIGRheQ==
Q29taW5nIHdpdGggdml2aWQgZmFjZXM=
RnJvbSBjb3VudGVyIG9yIGRlc2sgYW1vbmcgZ3JleQ==
RWlnaHRlZW50aC1jZW50dXJ5IGhvdXNlcy4=
SSBoYXZlIHBhc3NlZCB3aXRoIGEgbm9kIG9mIHRoZSBoZWFk
T3IgcG9saXRlIG1lYW5pbmdsZXNzIHdvcmRzLA==
T3IgaGF2ZSBsaW5nZXJlZCBhd2hpbGUgYW5kIHNhaWQ=
UG9saXRlIG1lYW5pbmdsZXNzIHdvcmRzLA==
QW5kIHRob3VnaHQgYmVmb3JlIEkgaGFkIGRvbmU=
T2YgYSBtb2NraW5nIHRhbGUgb3IgYSBnaWJl
VG8gcGxlYXNlIGEgY29tcGFuaW9u
QXJvdW5kIHRoZSBmaXJlIGF0IHRoZSBjbHViLA==
QmVpbmcgY2VydGFpbiB0aGF0IHRoZXkgYW5kIEk=
QnV0IGxpdmVkIHdoZXJlIG1vdGxleSBpcyB3b3JuOg==
QWxsIGNoYW5nZWQsIGNoYW5nZWQgdXR0ZXJseTo=
QSB0ZXJyaWJsZSBiZWF1dHkgaXMgYm9ybi4=
VGhhdCB3b21hbidzIGRheXMgd2VyZSBzcGVudA==
SW4gaWdub3JhbnQgZ29vZCB3aWxsLA==
SGVyIG5pZ2h0cyBpbiBhcmd1bWVudA==
VW50aWwgaGVyIHZvaWNlIGdyZXcgc2hyaWxsLg==
V2hhdCB2b2ljZSBtb3JlIHN3ZWV0IHRoYW4gaGVycw==
V2hlbiB5b3VuZyBhbmQgYmVhdXRpZnVsLA==
U2hlIHJvZGUgdG8gaGFycmllcnM/
VGhpcyBtYW4gaGFkIGtlcHQgYSBzY2hvb2w=
QW5kIHJvZGUgb3VyIHdpbmdlZCBob3JzZS4=
VGhpcyBvdGhlciBoaXMgaGVscGVyIGFuZCBmcmllbmQ=
V2FzIGNvbWluZyBpbnRvIGhpcyBmb3JjZTs=
SGUgbWlnaHQgaGF2ZSB3b24gZmFtZSBpbiB0aGUgZW5kLA==
U28gc2Vuc2l0aXZlIGhpcyBuYXR1cmUgc2VlbWVkLA==
U28gZGFyaW5nIGFuZCBzd2VldCBoaXMgdGhvdWdodC4=
VGhpcyBvdGhlciBtYW4gSSBoYWQgZHJlYW1lZA==
QSBkcnVua2VuLCB2YWluLWdsb3Jpb3VzIGxvdXQu
SGUgaGFkIGRvbmUgbW9zdCBiaXR0ZXIgd3Jvbmc=
VG8gc29tZSB3aG8gYXJlIG5lYXIgbXkgaGVhcnQs
WWV0IEkgbnVtYmVyIGhpbSBpbiB0aGUgc29uZzs=
SGUsIHRvbywgaGFzIHJlc2lnbmVkIGhpcyBwYXJ0
SW4gdGhlIGNhc3VhbCBjb21lZHk7
SGUsIHRvbywgaGFzIGJlZW4gY2hhbmdlZCBpbiBoaXMgdHVybiw=
VHJhbnNmb3JtZWQgdXR0ZXJseTo=
QSB0ZXJyaWJsZSBiZWF1dHkgaXMgYm9ybi4=

(Ini harus menghasilkan 40 ciphertext yang terenkripsi dengan CTR)

Karena CTR nonce tidak ada pengacakan untuk setiap enkripsi, setiap ciphertext akan dienkripsi dengan keystream yang sama. Ini sangat buruk.

Pahami itu, seperti kebanyakan cipher stream (termasuk RC4, dan yang jelas semua cipher blok yang menggunakan mode CTR), “enkripsi” nyata setiap byte data diproses dengan operasi XOR tunggal, hal ini dengan gamblang dijelaskan dengan:

CIPHERTEXT-BYTE XOR PLAINTEXT-BYTE = KEYSTREAM-BYTE

Dan keystream akan sama untuk setiap ciphertext:

CIPHERTEXT-BYTE XOR KEYSTREAM-BYTE = PLAINTEXT-BYTE (ie, “you don’t
say!”)

Lakukan serangan terhadap kriptosistem ini sedikit demi sedikit: tebak pesan, gunakan frekuensi bahasa Inggris untuk memvalidasi tebakan anda, tangkap kata dalam bahasa Inggris ke dalam trigram dan ulangi.

Jangan terlalu banyak berpikir

Poinnya adalah melakukan otomasi, namun alasan lain adalah agar anda mampu melakukan pendekatan secara suboptimal.

 

Solved

Ini dia penampakannya :).

break_fixed_nonce_ctr_using_subtitusion

Mengapa hanya share screenshot saja? Alasannya bisa anda lihat pada tulisan ikhtisar MCC sebelumnya.

Sekian tulisan hari ini, semoga bermanfaat.

Keep Fun Coding 😀

[1] Unknown. (????). Break Fixed-Nonce CTR Mode Using Substitions. Tersedia: cryptopals.com/sets/3/challenges/19/. [23 Januari 2015].

Advertisements

2 thoughts on “Matasano Crypto Challenge 19: Break Fixed-Nonce CTR Mode Using Substitions

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s