Mac
無線感測器網路的完整性保護
我做了一個關於無線感測器節點的實驗室，並第一次接觸到加密。我的工作表上有一些問題，特別是關於完整性保護（攻擊者想要篡改我們的數據），我想問這些問題。我讀了一些東西，但感覺不太舒服： 1）為什麼簡單的校驗和或 MD5 和不足？
我猜是因為它們不再安全了。2004 年，一些研究人員發現，有 2 種不同的消息具有相同的 MD5 值，而一種可以創建更多。校驗和也是如此（？）
2）CBCMAC是實現完整性保護的好方法嗎？
如果我正確理解了維基百科文章，它對於固定長度的消息是安全的，對於任意長的消息，它就不再安全了。
- 分組密碼通常快速且容易獲得。在比較 HMAC 和 CMAC 時，您認為哪個在 WSN 場景中會更好地工作？它們之間有什麼區別？
區別非常關鍵：HMAC 使用散列函式進行加密，使用 CMAC 分組密碼。但我不知道哪一個更適合 WSN。由於我們的資源非常有限，也許應該選擇在能源方面“成本”較低的資源？
- 對加密和 MAC 功能使用相同的密鑰是個好主意嗎？
不，不是，在 CBC-MAC 文章中，如果您使用相同的密鑰，維基百科會顯示一個大問題。
5）有沒有辦法將加密和完整性保護結合起來？至少舉出兩個例子。在這些情況下，單個密鑰是否足夠？不同的方法在性能特徵方面是否有所不同？這種方法通常會更快、更慢或等於將加密和 MAC 計算作為單獨的步驟進行嗎？
我想這個問題是關於經過身份驗證的加密。維基百科文章（http://en.wikipedia.org/wiki/Authenticated_encryption）很短，我找不到很多關於這些問題的資訊……
我很感謝任何幫助
有很多問題，我會嘗試按順序回答。
- 單獨的散列或消息摘要並不安全，因為任何人都可以計算並因此替換散列值。如果您（正確地）將密鑰添加到混合中，那麼您將獲得一個可以使用的 HMAC。
- 如今，通常使用 HMAC 或經過身份驗證的身份驗證模式，例如 GCM、CCM（用於數據包加密）或 EAX。如果要使用基於分組密碼的 MAC，可以使用 AES-CMAC。不過，您需要一個 128 位的分組密碼。
- 是的，您應該檢查散列或加密是否在您的平台上最有效。您還可以查看哪個最不容易受到側通道（時間/能量使用）攻擊。如果您只是第一次看到加密，您想嘗試找到可用的最佳加密庫。
- 你已經回答過了。儘管在 HMAC 中不太擔心，但對於 AES-CBC-MAC 甚至 AES-CMAC，使用單獨的密鑰來加密和計算身份驗證標籤被認為是最佳實踐。通常派生一個額外的密鑰並不是一個性能問題。請注意，強烈建議也為每個方向使用一個鍵，並確保您的 IV 是唯一的（並且 - 對於 CBC - 不可預測）。您的 MAC 應該包括 IV，而不僅僅是密文。
- 我想我剛剛在答案 2 中命名了 3 個經過身份驗證的密碼，它們都只使用一個密鑰（無論如何，在外部）並在身份驗證中自動包含 IV。GCM 和 CCM 是 NIST 標準化的，EAX 是 NIST 建議的模式，但是 - 因為它只是在內部使用 AES-CMAC - 它很可能是安全的。