Anlamsal güvenlik

Anlamsal güvenlik bir açık anahtarlı şifreleme sistemindeki güvenliği tanımlamak için sık kullanılan bir ifadedir. Bir şifreleme sisteminin anlamsal olarak güvenli olması için, sınırlı olan bir saldırganın, elinde sadece şifreli metin ve buna karşılık gelen açık anahtar bulunduğunda, gizli metin hakkında önemli bilgi çıkartabilmesinin uygulanabilir olmaması gerekir. Anlamsal güvenlik sadece "edilgin" saldırgan durumunu inceler, örn. bir kişinin açık anahtarı kullanarak sadece seçtiği açık metinlere karşılık gelen şifreli metinleri incelediği durum. Diğer güvenlik tanımlamaları gibi, anlamsal güvenlik, saldırganın seçtiği bazı şifreli metinlerin açık hallerini elde edebildiği durumunu göz önünde bulundurmaz ve birçok anlamsal güvenlik şifreleme şemalarının seçilen şifreli metin saldırısına karşı güvensizliği gösterilebilir. Sonuç olarak anlamsal güvenlik genel bir şifreleme şemasının güvenliğini tanımlamak için yetersiz sayılır.

Anlamsal güvenlik tanımı ilk olarak Goldwasser ve Micali tarafından 1982'de ortaya atıldı. Fakat, ilk önerdikleri tanım uygulamalı şifreleme sistemlerinin güvenliğini kanıtlamak için hiçbir basit yol önermemekteydi. Goldwasser/Micali daha sonra anlamsal güvenliğin, diğer bir güvenlik tanımı olan denk olduğunu gösterdiler. Bu tanım asıl tanımdan daha yaygın kabul gördü, çünkü uygulamalı şifreleme sistemleri için daha iyi bir güvenlik kanıtı getirdi.

altında ayırdedilemezlik genelde aşağıdaki oyun üzerinden tanımlanır:

1. Bir olasılıksal polinom-zaman sınırlı düşmana açık anahtar verilir ve bu anahtarla düşman istediği sayıda şifreli metin üretebilir (polinomsal sınırlar içerisinde).
2. Düşman iki aynı uzunlukta mesaj ${\displaystyle m_{0}}$ ve ${\displaystyle m_{1}}$ üretir, bunları açık anahtarla beraber bir kahine gönderir.
3. Kahin bu mesajlardan birini hilesiz bir yazı tura atarak seçer ve mesajı açık anahtarla şifreler, oluşan şifreli metni ${\displaystyle c}$ düşmana geri gönderir.

Eğer düşman bu iki mesajdan hangisinin kahin tarafından seçildiğini (rastgele tahminin başarı oranı olan) ${\displaystyle 1/2}$ olasılıktan anlamlı şekilde daha yüksek olasılıkla tespit edemiyorsa bu yapıdaki IND-CPA (ve dolayısıyla seçimli açık metin saldırısı karşısında anlamsal olarak güvenlidir). Bu tanımlamanın değişik biçimleri ayırdedilemezliği ve (, ) altında tanımlar.

Düşmanın yukarıdaki oyunda açık anahtara sahip olması dolayısıyla, bir anlamsal güvenlik şifreleme şemasının tanım gereği, rastgelelik kaynağı içeren, olasılıksal şifreleme olması gerekir, eğer bu koşul sağlanmazsa, düşman basitçe ${\displaystyle m_{0}}$ ve ${\displaystyle m_{1}}$ değerlerini deterministik olarak şifreler ve sonuçları kahinin tercihini bulabilmek için dönen mesajlarla ${\displaystyle c}$ karşılaştırır.

Anlamsal olarak güvenli şifreleme algoritmaları arasında Goldwasser-Micali, ve sayılabilir. Bu şemalar, anlamsal güvenlikleri bazı zor matematiksel problemlerin (örn. ya da gibi) çözümüne indirgenebileceği için sunar. Diğer gibi anlamsal olmayan güvenli algoritmalar (OAEP) gibi rastgele şifreleme dolgu şemaları kullanılarak (daha kuvvetli varsayımlar altında) anlamsal güvenli hale getirilebilir.

Ayrıca bakınız

1. ^ S. Goldwasser ve S. Micali, Probabilistic encryption & how to play mental poker keeping secret all partial information 31 Mart 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., Annual ACM Symposium on Theory of Computing, 1982.
2. ^ S. Goldwasser ve S. Micali, Probabilistic encryption. Journal of Computer and System Sciences, 28:270-299, 1984.