Cryptology Academy · Oppitunti

HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus

Käykää läpi ipad/opad-rakenne ja sen turvallisuusominaisuudet.

Oppitunti 2/413 vaihetta

HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus on ilmainen Cryptology Academy-oppitunti CoddyKitissä. Tämä on oppitunti 2/4. Voit lukea koko oppitunnin alta ilmaiseksi ja harjoitella sen jälkeen käytännössä selaimessa sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden käytettävissä olevan tekoälytuutorin avulla. Oppitunti kuuluu Cryptology Academy-oppimispolkuun, ja edistymisesi synkronoituu verkon ja CoddyKit-sovelluksen välillä. Cryptology Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Tervetuloa

HMAC on standardoitu avaimellinen MAC-rakenne. Sen kaksinkertainen hajautusrakenne estää pituudenlaajennushyökkäykset, ja muodollinen turvallisuustodistus palauttaa HMACin turvallisuuden taustalla olevan hajautusfunktion turvallisuuteen.

HMAC-rakenne

HMAC(K, M) = H((K' ⊕ opad) || H((K' ⊕ ipad) || M)) Missä: - K' = K, täydennettynä nollilla lohkokokoon B asti (tai H(K), jos |K|>B) - ipad = 0x36 toistettuna B kertaa - opad = 0x5C toistettuna B kertaa

Miksi ipad ja opad?

ipad (0x36) ja opad (0x5C) ovat eri vakioita, jotka varmistavat, että K' ⊕ ipad ≠ K' ⊕ opad. Ne muodostavat käytännössä avaimesta K kaksi eri näennäissatunnaista avainta, joita käytetään sisempään ja ulompaan hajautukseen.

HMAC vaihe vaiheelta

Kun K=secret, M=message ja H=SHA256: 1. K' = K täydennettynä 64 tavuun 2. inner_key = K' XOR ipad 3. inner_hash = SHA256(inner_key || M) 4. outer_key = K' XOR opad 5. result = SHA256(outer_key || inner_hash)

HMAC Pythonissa

import hmac, hashlib key = b'my_secret_key' message = b'Hello, World!' mac = hmac.new(key, message, hashlib.sha256) print(mac.hexdigest()) # 64-char hex string (256 bits)

Miksi pituudenlaajennus ei onnistu HMACissa

Kun HMAC(K,M) = SHA256(outer_key || SHA256(inner_key || M)) Hyökkääjä tietää, että SHA256(inner_key || M) = inner_hash. Hyökkääjä ei kuitenkaan voi jatkaa sitä, koska ulompi hajautusfunktio käyttää syötteenä arvoa (outer_key || inner_hash), ei pelkkää arvoa inner_hash. Hyökkääjä ei tiedä arvoa outer_key.

HMACin turvallisuustodistus (Bellare)

Bellare (1996) osoitti, että jos hajautusfunktio H on näennäissatunnainen funktio (PRF), myös HMAC on PRF. Käytännössä HMAC-SHA256 on aiottujen turvallisuusominaisuuksiensa osalta yhtä turvallinen kuin SHA-256.

HMAC-avaimen pituus

HMAC-avaimen on oltava: - Vähintään L tavua (hajautustuloksen pituus) - Suositus: täsmälleen L tavua satunnaista dataa - Jos avain on pidempi kuin block_size, avain hajautetaan ensin block_size-mittaan - Käyttäkää HMAC-SHA256-avaimille arvoa os.urandom(32)

HMAC-tuloksen katkaisu

HMAC-tulos voidaan katkaista puoleen alkuperäisestä pituudesta ilman merkittävää turvallisuuden heikkenemistä. TOTP ja HOTP katkaisevat tuloksen 4 tavuun. Myös TLS:n MAC-arvot katkaistaan. Älkää koskaan katkaisko tulosta alle 80 bittiin (10 tavuun).

HMAC eri käyttökonteksteissa

HMAC-SHA256:ta käytetään seuraavasti: - TOTP: todennuskoodit (katkaistaan 6 numeroon) - TLS 1.2: istuntojen MAC-arvot (TLS 1.3:ssa ei tarvita AEAD:n kanssa) - JWT:t: HS256-allekirjoitus (symmetrinen) - API-pyyntöjen allekirjoitus: GitHubin webhookit, AWS SigV4

HKDF: HMAC-pohjainen avainten johtaminen

HKDF(IKM, salt, info, L) käyttää HMACia kahdesti: 1. Poiminta: PRK = HMAC-SHA256(salt, IKM) 2. Laajennus: OKM = HMAC-SHA256(PRK, info || counter) Sitä käytetään TLS 1.3:n avainten johtamisessa sekä Signalissa ja WireGuardissa avainten johtamiseen.

Pikatarkistus

Mikä on opadin (0x5C toistettuna) tarkoitus HMACissa?

Vastaa interaktiivisessa oppitunnissa

Kertaus

HMAC-rakenne ja sen todistus ovat nyt hallussa. Seuraavaksi sovellamme HMACia API-pyyntöjen allekirjoittamiseen ja tutustumme toistohyökkäysten estämiseen.

Aloita maksutta

Opi Cryptology Academy tekoälytuutorin avulla — ilmaiseksi

Kirjoita ja suorita oikeaa koodia selaimessa, saa välitöntä apua tekoälytuutorilta ympäri vuorokauden ja jatka siitä, mihin jäit, verkossa tai sovelluksessa.

Kurssit: 67
Oppitunnit: 261

Aloita opiskelu maksutta Näytä koko kurssi

Usein kysytyt kysymykset

Onko oppitunti ”HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus” ilmainen?

Kyllä – oppitunnin ”HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus” koko tekstin voi lukea täällä verkossa ilmaiseksi. Jos haluat harjoitella interaktiivisesti sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden käytettävissä olevan tekoälytuutorin avulla sekä avata koko Cryptology Academy-kurssin, päivitä CoddyKit PROhon. Cryptology Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Mitä opin oppitunnilla ”HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus”?

Käykää läpi ipad/opad-rakenne ja sen turvallisuusominaisuudet. Harjoittelet Cryptology Academy-aihetta koodilla, jonka suoritat suoraan selaimessa. Ympäri vuorokauden käytettävissä oleva tekoälytuutori vastaa kysymyksiisi oppitunnin aikana.

Tarvitsenko kokemusta aloittaakseni Cryptology Academy-opiskelun?

Aiempi kokemus ei ole tarpeen. CoddyKitin Cryptology Academy-oppimispolku sopii vasta-alkajista edistyneisiin, joten voit aloittaa tästä tai alusta ja edetä omaan tahtiisi. Tämä on oppitunti 2/4.

Kuinka kauan ”HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus”-oppitunnin suorittaminen kestää?

Useimmat CoddyKitin oppitunnit kestävät noin 5–10 minuuttia. Jokainen oppitunti on lyhyt ja interaktiivinen, joten edistyt tasaisesti ja voit jatkaa siitä, mihin jäit – sekä verkossa että sovelluksessa.

Voinko kirjoittaa ja suorittaa koodia tällä Cryptology Academy-oppitunnilla?

Kyllä. Jokainen Cryptology Academy-oppitunti sisältää sisäänrakennetun koodieditorin, joten voit kirjoittaa ja suorittaa oikeaa koodia suoraan selaimessa ja saada välitöntä palautetta tekoälyltä – paikallista asennusta ei tarvita.

Kaikki tämän kurssin oppitunnit

MAC-käsitteet ja pituudenjatkamishyökkäykset
HMAC-rakenne ja turvallisuustodistus
HMAC-ohjelmointirajapinnoissa: pyyntöjen allekirjoittaminen
CMAC ja Poly1305: lohkosalaimiin perustuvat MAC:t

← Takaisin: Cryptology Academy