如果密钥分发是完全安全的,为什么还要使用一次性密码本呢?

信息安全 加密 一次性垫
2021-08-08 06:18:26

昨天我参加了一次工作面试,他们问唯一可以破坏一次性键盘的情况是什么,我的回答是“当密钥分发过程不够安全时”。

他们称赞了我的回答,但又问了我另一个问题:如果密钥分发是 100% 安全的,为什么还要使用一次性密码本?为什么不简单地发送纯文本消息,因为您确定分发是 100% 安全的?

这个问题的正确答案是什么?

4个回答

您现在可以分发密钥并稍后发送消息

假设你是一名在敌后执行任务的间谍。您随身携带密钥(安全分发),当您发现一个秘密时,您可以使用一次性便笺本安全地发送它。

您今天可以安全地分发某些东西,并不能保证您明天或下周或明年就可以做到。

此外,用于分发密钥的安全通道可能有限制。也许这取决于实际在 A 点和 B 点之间旅行的人......也许它只在特定时间可用 - 例如周末或冬季......也许它的容量非常有限 - 每条消息的最大大小和/或总消息可以被发送(例如,如果使用太多,它会看起来很可疑)......您可能还想“保存”该通道以发送物理项目(如 OneTime-Pads 或病毒样本),但实际上不能使用无线电或互联网传输 - 与文本和图像不同......

但最大的障碍可能是时间方面。情报——间谍聚集的类型,用于战争和政治——的保质期非常有限。如果您不能立即获取信息,它就会失去其价值——要么是因为轻微的领先优势消失了,要么是因为它警告的任何事情已经发生,要么是因为相同的信息从其他来源流入。

因此,使用安全的通信渠道——亲自携带、信使、官员在船上或飞机上过去的信件、通过人链传递信息——可能都太慢了。这就留下了无线电、电报、电话和互联网等快速但不安全且易于监控的方法。通过这些不安全的渠道,可以非常快速地发送信息,但它们并不安全……所以你首先加密信息,使用你通过有保障的安全渠道获得的一次性密码。

与您的安全频道不同,它几乎 100% 保证明年也可以使用电话、收音机和互联网。

在一些实际场景中,您交换密钥并且只知道在您发送它之后它没有被截获(即交换是 100% 安全的)。如果您直接传输秘密消息,它可能已被泄露,但由于您只交换了密钥,您可以将其丢弃。顺便说一下,这就是量子密码学的想法。

量子密码学的另一个特点是,您无法选择密钥。它只是随机的,本身不包含任何信息。事实上,您甚至无法通过 100% 安全的量子通道发送任何非随机生成的信息,这意味着您无法直接发送您的秘密信息。如果您想了解有关该主题的更多信息,我可以推荐有关Quantum 密钥分发的 Wikipedia 页面。

今天的安全分发并不能确保明天的安全分发的答案是好的,我猜,但没有其他原因:分发密钥通常是从某个中心站点到“间谍”,而间谍是以相反的方向发送他们的消息?(假设间谍是生成消息的人;当然消息可以在任一方向发送。)一个方向的安全并不一定意味着另一个方向的安全。

一个明显的例子是派出执行任务的潜艇。他们在离开之前会得到一次性的便笺簿,但使用这些便笺簿来加密他们发送回基地的消息。(基地可能正在向他们发送信息,这当然会回到另一个答案:您不希望潜艇必须返回港口才能安全地从基地接收信息。)

德国海军在二战中使用 Enigma 而不是一次性垫,这是一件非常好的事情。