加密哈希映射密钥,同时保持恒定的查找速度

时间:2019-04-23 18:36:49

标签: file security encryption cryptography

我想分别用AES256 CBC加密哈希映射的键和值。 挑战在于加密密钥,同时保持恒定的查找速度和安全性(主要是针对字典攻击)。

我读到有关盲索引的信息,但是这些索引在创建时需要一定的随机性(盐,随机数),并且查找功能无法在搜索时重新创建随机数。在查找时,我们将需要知道从何处获取特定密钥的随机数,这最终将意味着在其他地方容易受到攻击。

到目前为止,我只能想到两个选择。

首先,一个是不加密密钥,尽管我更愿意这样做。

第二次 是通过应用类似的变换来获得盲目索引

blind_index(key) = encrypt(digest(key))

但是这里的问题是,每个密钥加密都需要一个唯一的初始化向量,这又使我们再次遇到上述问题:使用一张IV表,以便查找功能能够重建盲人搜索时索引,这将相同的问题移到其他地方。

对于第二种方法,我的想法是:由于我总是加密唯一的值(密钥是唯一的,即使它们是彼此的子字符串,例如'awesome'和'awesome_key',所以它们在加密之前先经过哈希处理,因此看起来它们的“散列和未加密”形式大不相同),我可以对所有加密使用全局IV,查找功能可以轻松访问该全局IV。由于查找功能需要加密密钥,因此只有所有者才能正确计算盲目索引,并且在地图本身中,明文相似的密钥之间不会存在可见的相似性。

第二种方法的最大问题是它违反了从不使用IV进行不止一种加密的想法。我可以混淆IV以“使其更安全”,但这又不是一个好主意,因为IV应该是纯文本的。

有关情况的更多详细信息:

  • 移动应用
  • 地图将转储到文件
  • 可通过REST API访问地图进行查找

也许我应该使用其他算法(例如EBC)?

谢谢!

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

这完全在格式保留加密(FPE)领域。但是,应用起来很困难,并且处理得当的库并不是很常见。 FPE占用一定数量的比特,甚至取一个范围,然后返回相同大小或相同范围的加密值。只要输入值是唯一的(对于哈希表中的键,它们是自定义的),该密文就在给定域中是伪随机的。

如果与纯文本相比,您可以扩展密文,那么您还可以查看SIV模式(AES-SIV或AES-GCM_SIV,它们更易于处理。它们返回字节数组,这可能会变成{{ 1}},例如通过使用base64编码;否则,您可以包装字节数组并提供自己的Stringequals方法,请注意,这些方法会显着扩展您的纯文本;这是经过身份验证的模式。从输入中计算出IV,输入中的任何更改都会再次使密文随机化。

最后,您当然可以简单地使用IV或随机数来生成您的密文并将其添加为值的前缀。但是,请注意,使用相同的IV重新加密更改的值将非常危险,因为您可能会通过重复泄漏信息。在某些模式下,这可能会完全破坏所提供的机密性。因此,您必须防止IV的重复使用。

对于字符串,绝对不建议使用ECB。如果输入是(或可以扩展为)单个块,则单个块加密当然可以工作。