サイファーセイバー

CipherSaberは、 RC4ストリーム暗号に基づいたシンプルな対称暗号化プロトコルです。その目的は技術的な側面と政治的な側面の両方にあります。メッセージの機密性をある程度強力に保護しながらも、初心者プログラマーでもアルゴリズムを記憶し、ゼロから実装できるほどシンプルに設計されています。設計者によると、QBASICプログラミング言語で記述されたCipherSaberは わずか16行のコードで済みます。政治的な側面としては、非常にシンプルなため、いつでもどこでも再実装でき、政府やその他の規制によって通常の暗号化ソフトウェアの配布が完全に不可能になった場合でも、ユーザーがプライベートに通信できる手段を提供できる点が挙げられます。

CipherSaberは、強力な暗号技術を一般の人々が利用できるようにするために、アーノルド・ラインホルドによって発明されました。多くの政府が暗号技術の利用資格に法的制限を設けており、さらに多くの政府がそのような制限を提案しています。ラインホルドは、安全でありながらプログラミングが容易な暗号化アルゴリズムの詳細を公開することで、暗号技術を誰もが利用できるようにしたいと考えています。

PGPのような使いやすい既成ソフトウェアとして配布されるプログラムとは異なり、ラインホルトはCipherSaberを仕様書としてのみ公開している。この仕様書は、初心者プログラマーでも簡単に実装できるほどシンプルに設計されている。CipherSaberのウェブサイトでは説明：

ジョージ・ルーカス監督の『スター・ウォーズ』三部作では、ジェダイ・ナイトは自らライトセーバーを作ることが求められていました。そのメッセージは明確です。全体主義的な支配を企む強大な帝国に立ち向かう戦士は、自立しなければならない、ということです。米国、そしておそらく世界中で、強力な暗号技術の配布が禁止されるという現実的な脅威に直面している今、私たちはジェダイ・マスターに倣い、強力な暗号プログラムを自力で構築する方法を学ぶべきです。これが実現すれば、強力な暗号技術は抑圧不可能になるでしょう。

ウェブサイトには「CipherKnight」証明書として表示されるグラフィックファイルがありますが、このファイルはCipherSaberを使用して暗号化されており、ファイルと一緒に公開されている既知の鍵が使用されています。ユーザーは、まず独自のCipherSaber実装を作成してファイルを復号化することで、グラフィックを表示（必要に応じて印刷して額装）できます。独自の実装を作成し、いくつかの簡単なタスクを実行することで、ユーザーはCipherKnightとなり、復号化された証明書がその騎士の称号を証明します。つまり、CipherSaberの開発者は、既製のツールを提供するのではなく、コンピューターユーザーがプロの開発者や政府の許可に頼ることなく、独自の強力な暗号化プログラムを作成できることを理解してもらうことを目指しています。

CipherSaberのオリジナルバージョン（現在はCipherSaber-1またはCS1と呼ばれている）では、暗号化された各メッセージは、ランダムな10バイトの初期化ベクトル（IV）で始まります。このIVはCipherSaberキーに追加され、RC4キー設定アルゴリズムへの入力となります。RC4キーストリームとXOR演算されたメッセージがその直後に続きます。^{[ 1 ]}

RC4に対するFluhrer 、Mantin、Shamirの攻撃により、同じCipherSaberキーで多数（1000以上）のメッセージが送信されると、CipherSaber-1が脆弱になることが判明しました。これに対処するため、CipherSaberの設計者は、RC4キー設定ループを複数回（20回推奨）繰り返す修正プロトコル（CipherSaber-2と呼ばれる）を作成しました。CipherSaber-2で通信する当事者は、秘密鍵に合意するだけでなく、このループを何回繰り返すかについても合意する必要があります。^{[ 2 ]}

暗号文の出力は、ランダムノイズと区別できないように設計されたバイナリバイトストリームです。^{[ 3 ]} ASCIIデータ のみを受け入れることができる通信システムで使用する場合、著者はバイトストリームを16進数でエンコードすることを推奨しています。これは、たとえばbase64 MIMEエンコーディングよりも効率は劣りますが、実装の容易さを最大限に高めるというCipherSaberの目標に沿って、プログラミングははるかに簡単です。

CipherSaberは、政治的な主張を効果的に伝えるには十分な強度と使いやすさを備えています。しかし、このような暗号システムに通常求められるセキュリティと利便性には著しく欠けています。CipherKnightsは、娯楽のため、あるいは非常に困難な状況下で、CipherSaberを使って時折メッセージを比較的安全に交換することはできますが、CipherSaberは暗号技術を必要最低限​​に絞り込んでいるため、広く展開したり日常的に使用したりするのに十分な機能を提供していません。実際、CipherSaberの作者は、CipherKnightになるための手順の一つとして、ユーザーにPGPをダウンロードしてインストールするよう求めています。CipherSaberは、PGPのようなプログラムが禁止された場合の最後の手段としての代替システムと見なすことができます。CipherSaberの犠牲と欠点のいくつかはRC4特有のものですが、すべてがそうではありません。

• CipherSaberにはメッセージ認証機能がありません。この脆弱性は、すべての純粋なストリーム暗号に共通しており、悪用するのは容易です。例えば、攻撃者はメッセージの特定の箇所に「明日午後3時30分にジェーンと会おう」という部分が含まれていることを知っている場合、暗号文と平文からその箇所のキーストリームを復元できます。そして、復元したキーストリームを使って暗号化することで、元の内容を「午後3時30分の会議はキャンセルになったので、家にいてください」など、全く同じ長さの別の内容に置き換えることができ、暗号化キーを知る必要もありません。
• 現在大量データ転送に使用されているほとんどの暗号と同様に、CipherSaberは共通鍵暗号です。そのため、通信するユーザーペアはそれぞれ何らかの方法で安全に暗号鍵に合意する必要があり、各ユーザーは通信相手の暗号鍵を安全に保管する必要があります。利用可能な通信チャネルが安全でない場合に暗号鍵に合意することは、 PGPのようなプログラムが提供する公開鍵暗号によって解決される古典的な鶏と卵の問題です。ユーザーペアごとに安全な共通鍵合意をする必要がなくなることは、非常に便利であり、一般的にセキュリティも向上します。効率性と利便性を高めるために一般的に使用されるプロトコルは、鍵交換にRSAなどの公開鍵暗号を使用し、その後、合意された鍵を使用して大量データ転送にCipherSaberなどの共通鍵暗号を使用することです。
• CipherSaber-1で使用されている短い鍵設定RC4には欠陥があります。RC4の元の鍵スケジューリングは、同じ鍵で暗号化された多数の暗号文を保護するには弱すぎることが現在では知られています。CipherSaber-2は、セキュリティの向上を目指して、CipherSaber-1の鍵設定手順を複数回繰り返すことで変更しています（その結果は、複雑なアルゴリズムで前処理された鍵から始まる従来のRC4を使用することと同等です）。この手順によってRC4の鍵スケジューリングの脆弱性が解消されると考えられていますが、その有効性は証明されていません。
• 他の選択鍵暗号と同様に、CipherSaberのどちらのバージョンも、選択した鍵（通常はパスワードまたはパスフレーズ）のエントロピーが十分でない場合、辞書攻撃に対して脆弱です。対称鍵暗号の実装では、高いセキュリティが求められる場合にランダムな鍵を生成する機能が通常含まれています。CipherSaberのサイトでは、 Dicewareを使用してエントロピーの高いラ​​ンダムなパスフレーズを生成することを推奨しています。
• 他のほとんどの暗号システム（PGPを含む）と同様に、CipherSaberは攻撃者が暗号化されたメッセージを（復号化するのではなく）検出することを防ぐための対策を一切講じていません。これは、CipherSaberが設計された状況によっては深刻な問題となる可能性があります。例えば、政府が暗号化ソフトウェアの配布を禁止している場合、暗号化されたメッセージを送信している者を摘発しようとする可能性が高いからです。これらの問題とその対策については、トラフィック分析とステガノグラフィーを参照してください。

• レヴィン、ジョン・R.編 (2000).インターネットの秘密(第2 版). IDGブックス. ISBN 0-7645-3239-1。