XOR-Verschlüsselte Binär-Datei - Knacken möglich?

[ultrasombrero]

Hallo!

Ich habe mich mit dem Thema XOR-Verschlüsselung auseinander gesetzt, jedoch zu meinen Fragen bisher keine Lösung gefunden:

Ich habe eine Datei, die aus ca. 25.000 Nullen und Einsen besteht - das ist ganz genau das sechsfache der Schlüssellänge (also ein sehr langer Schlüssel).

Der dechiffrierte Inhalt, den ich nacher erhalten möchte, ist eine fast rein zufällige Anordnung Nullen und Einsen, ich kann also nichts an häufig auftretenden Buchstaben oder Datei-Headern festmachen, ich kann lediglich einige Stellen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit erraten.

Wie kann ich das wieder entschlüsseln?

(Falls es nicht möglich wäre, beim dechiffrieren Nullen und Einsen richtig zuzuordnen, man also den invertierten Inhalt erhalten würde, wäre das auch nicht schlimm.)

[NicoDE]

Mit Raten und Ausprobieren wird das schweirig bzw. zeitaufwendig.
Falls möglich, sollte die Schlüsselroutine analysiert werden...

[ultrasombrero]

Es gibt keine Schlüsselroutine, vom Schlüssel sind definitiv die Länge und die Tatsache, dass der Inhalt rein zufällig ist, bekannt!

[NicoDE]

Wadurch/wie werden die Daten entschlüsselt?
(ich nehme an, dass dies ein Programm erledigt, welches auf dem Rechner vorhanden ist...)

[Robert Marquardt]

Das einzige Verschluesselungsverfahren, das mathematisch unknackbar ist, ist das One-Time-Pad-Verfahren.
Dabei ist der Schluessel genausolang wie die Nachricht und wird nur einmal verwendet. Der Schluessel ist zufaellig. Die Verschluesselung ist einfach XOR.
In deinem Fall scheint der Schluessel nur etwas kuerzer zu sein. Ein Sechstel sollte noch keine Angriffsmoeglichkeiten bieten.

[negaH]

Zitat:

Es gibt keine Schlüsselroutine, vom Schlüssel sind definitiv die Länge und die Tatsache, dass der Inhalt rein zufällig ist, bekannt!

Geht nicht. Wenn der Inhalt definitiv rein zufällig ist so ist jede Zufallsnachricht im Grunde eine gültige Nachricht aus Sicht des Kryptologen (das sind diejenigen die das was die Kryptographen verschlüsselt haben versuchen zu knacken).

Es kann erst für dich eine Möglichkeit des Knackens geben wenn dir der verwendete Algorithmus bekannt ist. Sprich dir muß bekannt sein wie aus dem Schlüssel der Schlüsselstrom der mit der Nachricht XOR verknpüft wird erzeugt wurde.

Aus ähnlichem Grunde wird eben Zufall als Konstuktonselement zb. bei einem Schlüsselaustausch oder bei der Nachrichtenexpansion benutzt. Denn wenn entweder ein Schlüssel aus Zufall oder eine Nachricht aus Zufall besteht so gibt es ohne Wissen um den verwendeten Algorithmus im Grunde keine Möglichkeit für den Kryptologen zu bestimmen welche der geknackten Resultate die richtigen darstellen.

Gruß Hagen

[Schlendrian]

Hi :hi:,

grundsätzlich sei gesagt, dass das Knacken von Codes immer möglich ist. Die Wahrscheinlichkeit ist da, und wenn sie noch so gering ist, sie ist vorhanden!

Was die XOR-Methode angeht: Ich denke, im Allgemeinen ist sie relativ sicher, auch wenn ich die, die du benutzt hast, nicht beurteilen kann.

[Robert Marquardt]

Schlendrian, ist dein Name Programm?

[ultrasombrero]

Zitat:

Zitat von negaH

Es kann erst für dich eine Möglichkeit des Knackens geben wenn dir der verwendete Algorithmus bekannt ist. Sprich dir muß bekannt sein wie aus dem Schlüssel der Schlüsselstrom der mit der Nachricht XOR verknpüft wird erzeugt wurde.

Verstehst du es nicht? Es gibt keinen "Algorithmus"!

Der binäre Klartext (010010101010010) wird einfach mit dem ebenfalls binären, zufälligen Schlüssel (001010), der sechs mal hintereinander gehängt wird, gexort, mehr nicht!

[sakura]

Zitat:

Zitat von Robert Marquardt

Schlendrian, ist dein Name Programm?

Bei allem gebührendem Respekt, so muss man mit anderen nicht umgehen, auch wenn der Inhalt eines Postings von wenig Wissen der Materie zeugt.

...:cat:...

[NicoDE]

Zitat:

Zitat von ultrasombrero

Verstehst du es nicht? Es gibt keinen "Algorithmus"!

Ich denke schon, dass er es verstanden hat.

Wie kommt der Empfänger an den Schlüssel?

[Schlendrian]

Zitat:

Zitat von sakura

Zitat:

Zitat von Robert Marquardt

Schlendrian, ist dein Name Programm?

Bei allem gebührendem Respekt, so muss man mit anderen nicht umgehen, auch wenn der Inhalt eines Postings von wenig Wissen der Materie zeugt.

...:cat:...

Echt nett, wie man hier "empfangen" wird. Unter den Umständen werde ich sofort meinen Account löschen und einer anderen Community die Ehre erweisen dort mein Wissen preiszugeben.

[Daniel G]

Nun sei doch nicht gleich eingeschnappt, bloß weil sich einer in der Tonwahl vergriffen hat.

Reicht euch die Hand, gebt euch ein Küsschen und dann rauchen wir alle 'ne Runde Wasserpfeife, ja?

[Speedmaster]

Zitat:

Zitat von Daniel G

Nun sei doch nicht gleich eingeschnappt, bloß weil sich einer in der Tonwahl vergriffen hat.

Reicht euch die Hand, gebt euch ein Küsschen und dann rauchen wir alle 'ne Runde Wasserpfeife, ja?

Wie jetzt? :mrgreen:


Ich möchte sagen, das das abgeben von Kommentaren solange ok ist wie sie Sinnvoll sind. Selbst wenn der Kommentar falsche Informationen beinhaltet, hat der Author dennoch das Recht ihn zu schreiben, und sich gegebenfalls auch eines besseren Belehren zu lassen.

Aber...es muss dennoch nicht zu jedem Thema ein Kommentar abgegeben werden( Wenn sie nicht direkt eine Antwort sind )!

[malo]

Zitat:

Zitat von ultrasombrero

Zitat:

Zitat von negaH

Es kann erst für dich eine Möglichkeit des Knackens geben wenn dir der verwendete Algorithmus bekannt ist. Sprich dir muß bekannt sein wie aus dem Schlüssel der Schlüsselstrom der mit der Nachricht XOR verknpüft wird erzeugt wurde.

Verstehst du es nicht? Es gibt keinen "Algorithmus"!

Also, einen Algoritmus muss es geben. Sonst kann nichts verschlüsselt werden. Das nur so am Rande ;)



@Ihr anderen: Bitte macht solche "Streitereien" per PN aus, in den Thread gehören sie nicht ;)

[negaH]

Zitat:

... Es gibt keinen "Algorithmus"!

Der binäre Klartext (010010101010010) wird einfach mit dem ebenfalls binären, zufälligen Schlüssel (001010), der sechs mal hintereinander gehängt wird, gexort, mehr nicht!

Dein Algorithmus lautet:

c = sum(||)i[1..j] (p div 2^((i-1) * ln2(k)) mod 2^(i * ln2(k))) xor k;

c der Ciphertext ist die Summe der Contenationen der sequientiell XOR verknüpften PlainText p Nachrichtenteile mit dem Schlüssel k.

Angenommen:

- Schlüssel k ist echt zufällig gewählt
- Schlüssel k ist 1/6'tel der Länge der Plaintext Nachricht
- Plaintext Nachricht p ist auch zufällig gewählt
- die Verschlüsselungsoperation ist XOR

dann wirst du es nicht knacken können.
Entgegen der Aussage "grundsätzlich sei gesagt, dass das Knacken von Codes immer möglich ist" ist sowas tatsächlich niemals zu knacken. Diese Aussage ist schlichtweg falsch.

Für jedes der 1/6 langen Plaintext Segmente gilt:

Jedes Plaintext-Nachrichten-Segment mit Länge Ln2(k) ist gleichwahrscheinlich wie jedes andere mögliche Plaintext-Segment, da sie per reinem Zufall erzeugt wurden. Diese Segmente werden mit einem Schlüssel K verknüpft der ebenfalls zufällig ist. D.h. jeder mögliche Schlüssel K ist gleichwahrscheinlich zu jedem anderen Schlüssel K. Da wir nun binär XOR verknüpfen, und diese Operation eine absolut symmetrische ist, d.h. die Bit-Änderungs-Wahrscheinlichkeit relativ gesehen zu den beiden nötigen Inputbits ist exakt 50%, und die beiden Eingangsbits sind selber mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% entweder 0 oder 1, hast du immer noch eine perfekte OTP Verschlüsselung vor dir liegen. Auch wenn die Zufallsnachricht in 6 Teile geteilt wird und jeder dieser Teile mit dem gleichen Schlüssel verschlüsselt wurden.

In diesem Szenmario ist es defakto so das sich die Bedeutungen der zufälligen Nachricht zum zufälligen mehrfachverwendeten Schlüssel austauschen. D.h. der eigentliche OTP Schlüssel ist die Nachricht die sich niemals wiederholt und die egentliche Nachricht, die eben Redundanzen enthält, ist der mehrfach verwendete Schlüssel. Das diese Austauschung der Bedeutungen überhaupt möglich ist liegt an der Verwendung der ideal symmetrischen XOR Operation.

Der Kryptologe hat also keinerlei Chance aus diesem Konstrukt heraus irgendwelche relevanten Informationen zu ziehen.

Die verwendete XOR Operation ist ideal.
Der Schlüssel ist per echtem Zufall gewählt und somit ebenfalls ideal.
Die Nachricht ist per echtem Zufall gewählt und somit ebenfalls ideal.

Sowas geht nicht zu knacken.

Allerdings, sollte nur eine der obigen Bedingung verändert werden so würde diese ganze Argumentationskette kippen.
Also, Nachricht ist zb. nicht echt zufällig, sondern deutscher Text und der Kryptologe hat die Information das es deutscher Text ist. Dann ist die gewählte Verschlüsselung unsicher weil der gleiche Schlüssel 6 mal auf verschiedenen Teilnachrichten mit annähernd bekanntem Inhalt angewendet wurde. Je häufiger nun dieser Schlüssel wiederverwendet wird um so mehr steigt die Wahrscheinlichkeit proportional zur Schlüssellänge das man den Ciphertext knacken kann.

In deiner Aufgabenstellung geht es darum zu begründen warum eine ideale OTP Verschlüsselung eben den Schlüssel nur EINMALIG benutzen darf um sicher zu sein. Diese Bedingung der OTP's gilt aber nur solange wie die Nachricht selber KEIN echter Zufall ist da ansonsten sich die Bedeutungen von Schlüssel und Nachricht austauschen.

Gruß Hagen

[negaH]

So, ich gehe jetzt mal davon aus das die Nachricht NICHT zufällig ist.
Desweiteren hast du das Program zur Hand das diese Daten verschlüsselt.
Desweiteren kannst DU dem Program gesteuert mitteilen WELCHE Daten er verschlüsseln soll.

Dann ist die Sache schon so easy zu knacken das es lächerlich wird.
Du gibst dem Program eine Datei aus lauter NULLEN und läst sie verschlüsseln.
Danach wirst du sehen das sich der binäre Inhalt dieser verschl. Datei exakt 6mal wiederholt.
Und kaum zu gauben, 1/6'tel von dieser Datei IST der Schlüssel, sofort lesbar.

Dieser sehr praktikable Angriff beruht dann auf der "Known Plaintext Attack" und der "Reply Attack".

Gruß Hagen

[negaH]

Anders Szenario:

Du hast das Program.
Du hast die verschlüsselte Datei.
Du kannst im Program die entschlüsselten Daten abfangen.

Nun nimmst du die verschlüsselte Datei -> c der CipherText und XOR verknüpfst diese mit dem Plaintext p die entschlüsselte Datei. Im Resultat dieser XOR Operation findest du lesbar in jedem 1/6'tel den benutzten Schlüssel.

Im vereinfachten Sinne nennt man sowas "differientielle Kryptoanalyse".

Gruß Hagen