הצפנה מרובה


כל מה שרצית לדעת על הצפנה מרובה:
הצפנה מרובה (Multiple encryption) היא דרך להצפין מידע פעמים מרובות באמצעות מפתחות הצפנה שונים.
קַסְקָדָת (Cascade) הצפנה היא הצפנה מרובה באמצעות אלגוריתמים שונים (ומפתחות שונים).
הבחנה זו לא תמיד נעשית, לרוב מתייחסים להצפנה מרובה באופן כללי כאל קסקדה.
מקובל שהצפנה מרובה עם מפתח זהה לא רק שאינה מניבה ביטחון רב יותר אלא אף מחלישה אותו ברוב המקרים, משום שההצפנה השנייה עלולה לבטל את הראשונה חלקית או באופן מלא.
במיוחד בצפנים בהם ההצפנה והפענוח נעשים בפונקציה זהה.
בפנקס חד-פעמי למשל, הצפנה חוזרת עם אותו מפתח שקולה לפענוח וכן בכל צופן זרם.
יתרה מזו, סיבוכיות ההתקפה כנגד המערכת אינה עולה באופן ניכר, כיוון שהתוקף יודע שנעשה שימוש במפתח זהה (ההנחה היא תמיד שמספר ההצפנות, האלגוריתמים ששימשו להצפנה וכן סדר ההצפנה, ידועים לתוקף).
המסקנה היא שמפתחות ההצפנה צריכים להיבחר באופן שיהיו בלתי תלויים סטטיסטית.
כלומר לא תהיה דרך קלה להסיק מהו מפתח אחד בהינתן השני.
אחת הסיבות להצפנה מרובה היא הגברת ביטחון ללא צורך בפיתוח אלגוריתם חדש.
הטכניקה הזו נוצלה ב-DES משולש בשל העובדה שמפתח ההצפנה קצר מאוד (רק 56 סיביות).
אך יש להזהר שהצירוף אינו גורם לאפקט הפוך מהמצופה.
צריך לוודא שביטחון הצופן אכן השתפר וכי לא נוספו חולשות.
יש לציין כי הצפנים הסימטריים המודרניים כמו AES, מציעים ביטחון רב עם מפתח 256 סיביות לכן מהיבט של ביטחון, רק במקרים קיצוניים השקעה בהצפנה מרובה כדאית.
בהגדרה כללית כאשר מציינים 'צפנים' בלשון רבים, מתכוונים בעיקר להצפנה סימטרית או א-סימטרית חוזרת עם מפתחות הצפנה שונים, לא בהכרח עם אלגוריתמים שונים (ראה בהמשך לגבי אלגוריתמים שונים).
ישנן כמה תצורות עיקריות של הצפנה מרובה:

הצפנה עוקבת: בשיטה זו שנקראת גם קסקדה, פלט הצופן הראשון מהווה קלט לצופן השני והשני לשלישי וכן הלאה.
כאמור חובה על המפתחות להיות בלתי תלויים סטיסטית זה בזה.
המודל הזה אומץ על ידי הרשת החברתית האנונימית Tor, קיצור של The Onion Routing.
האנלוגיה ברורה, תהליך הפענוח דומה לקילוף בצל, כל שכבה מייצגת הצפנה אחת.
במקרה של TOR, המטרה אינה הגברת הביטחון אלא הסתרת זהות המשתמש על ידי הצפנת חבילת המידע ומקורה מספר פעמים באמצעות מפתחות הפומביים של השרתים האנונימיים.
תהליך הניתוב של חבילה עובר דרכם, כאשר כל אחד מהם מסיר שכבת הצפנה אחת בהתאם למפתח הפרטי שברשותו.
הצפנה מרוכבת (product cipher): הוצעה לראשונה על ידי שאנון והיא בעצם הבסיס התאורטי לצופני גושים מודרניים.
הרעיון הוא שילוב לא לינארי כלשהו של מספר טרנספורמציות לחיזוק הביטחון.
בשיטה זו אין מגבלה שמפתחות ההצפנה בין כל טרנספורמציה יהיו בלתי תלויים.
מעשית המפתחות שבשימוש כל טרנספורמציה, הן פונקציה, לפעמים פשוטה של מפתח אחר, בדרך כלל קטן.
הצפנה מקבילית: היא הצפנה של טקסט-המקור עם כל מפתח בנפרד ושילוב ביניהם באופן שיבטיח כי פענוח יצליח רק אם מפענחים את כל החלקים, כמו עם טרנספורמציית הכול או לא כלום, אפשר להשיג זאת עם חיבור ב-XOR כמו בפנקס חד-פעמי או על ידי סכמת חלוקת סוד.
הצפנה מרובה היברידית: אם משלבים בין השיטות השונות מתקבלת מערכת היברידית.
דרך אחת לבנות מודל כזה היא באמצעות עץ הצפנות.
שורש העץ הוא השכבה הראשונה של ההצפנה, הוספת שכבה מקבילית מרחיבה את העץ לרוחב, כלומר מוסיפה צמתים.
ואילו הוספת שכבה רציפה או עוקבת מעמיקה את העץ בפקטור שהוא פונקציה של מספר הצופנים המרכיבים את סדרה.
תוצאת הצפנת העץ היא פלט כל הצמתים שאין להם בנים.

נלקח מויקיפדיה

הגדרות נוספות הקשורות להצפנה מרובה:
קריפטוגרפיה