美国国家安全局如何解密互联网通信

近两年来，人们都知道美国国家安全局有能力——也许仍然有能力——解密大部分互联网流量。 2014年12月，《明镜周刊》刊登了整篇文章爱德华·斯诺登文件系列表明美国机构能够轻松读取 TLS/SSL、IPSec 和 VPN 流。但她是怎么做到的呢？来自宾夕法尼亚大学、CNRS、INRIA 和洛林大学的四位密码学家可能刚刚找到了部分答案。在一个学习，他们表明可以在某些加密技术中引入后门，这极大地促进了解密计算，而任何人都无法意识到这一点。

素数缺陷

在这种情况下，这些研究人员研究了 DSA（数字签名算法），尤其是 Diffie-Hellman 算法。它本质上是非对称的，被大量用于交换加密密钥的互联网协议，包括 TLS/SSL、SSH 和 IPSec。它的安全性在于，在数学上很难反转数字的幂（即计算其离散对数）。该算法依赖于大素数。

当然，有一个破解这种加密的过程，称为“数域筛选”。但它只对小钥匙有效。因此，要破解1024位密钥，理论上需要4500万核年的计算能力，也就是说运行4500万个计算核心一年。然而，这四位研究人员刚刚证明，利用他们所掌握的大学基础设施，只需 400 心年（即大约两个月）就可以破解这样的钥匙。

诀窍是采用具有非常特殊数学特征的素数，以便代数筛选进行得更快。研究人员表明，构造这样的素数不仅非常容易，而且不容易被检测到。

实现上变化不大

但是，您应该知道当前的加密实现都或多或少地使用相同的素数。有些是直接硬编码到软件源代码中的。更重要的是，这些素数的创建很少有记录！因此，政府行为者可以利用其影响力将廉价素数纳入广泛分发的软件中，而不会引起任何人的注意。因此，研究人员给出的建议如下：使用 2048 位密钥，无论如何，它仍然超出范围。

这并不是密码学家第一次研究 Diffie-Hellmann 算法的弱点。 2015年10月，大约十名研究人员已经估计，如果政府行为者拥有足够的计算能力，则可以破解大部分 1024 位密钥。事实上，代数筛的很大一部分仅取决于所选的素数。此计算可以提前完成，因此需要大约 30 个核心年才能破解 1024 位密钥。这并不多。

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