PGP は、結果を印刷するのではなく、ファイルにパイプするときに異なる方法で暗号化するのはなぜですか?

PGP は、結果を印刷するのではなく、ファイルにパイプするときに異なる方法で暗号化するのはなぜですか?

pub.pem に保存されている次の PGP キーを使用します。

-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: PGPfreeware 6.5.8 for non-commercial use <http://www.pgp.com>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=0VvA
-----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----

キーのインポート:

>>> gpg < pub.pem
pub  1024D/6335F34B 2001-01-29 netiva caftori <[email protected]>
sub  2048g/97F431A1 2001-01-29

>>> gpg --import < pub.pem 
gpg: key 6335F34B: "netiva caftori <[email protected]>" not changed
gpg: Total number processed: 1
gpg:              unchanged: 1

結果を暗号化して印刷します。

>>> echo "encrypt this." | gpg --armor --recipient 18A489A6 --encrypt
gpg: 9BD7D221: There is no assurance this key belongs to the named user

pub  4096R/9BD7D221 2014-11-06 Apotheke2
 Primary key fingerprint: CAAF 8F36 3B87 E945 25D9  8AF8 9B73 8EE5 18A4 89A6
      Subkey fingerprint: 6817 E44B E8CF B4A8 4D88  BED4 B74B 3DAC 9BD7 D221

It is NOT certain that the key belongs to the person named
in the user ID.  If you *really* know what you are doing,
you may answer the next question with yes.

Use this key anyway? (y/N) y
-----BEGIN PGP MESSAGE-----
Version: GnuPG v1
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=uHqF
-----END PGP MESSAGE-----

結果を暗号化してファイルにパイプします。

>>> echo "encrypt this." | gpg --armor --recipient 18A489A6 --encrypt > text.enc
gpg: 9BD7D221: There is no assurance this key belongs to the named user

pub  4096R/9BD7D221 2014-11-06 Apotheke2
 Primary key fingerprint: CAAF 8F36 3B87 E945 25D9  8AF8 9B73 8EE5 18A4 89A6
      Subkey fingerprint: 6817 E44B E8CF B4A8 4D88  BED4 B74B 3DAC 9BD7 D221

It is NOT certain that the key belongs to the person named
in the user ID.  If you *really* know what you are doing,
you may answer the next question with yes.

Use this key anyway? (y/N) y

>>> cat text.enc 
-----BEGIN PGP MESSAGE-----
Version: GnuPG v1
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=r7ho
-----END PGP MESSAGE-----

結果の暗号化が同一でないのはなぜですか?

答え1

ここでの違いには複数の理由があります。

  1. OpenPGPはハイブリッド暗号システム、対称鍵と公開/秘密鍵の暗号化を組み合わせたものです。ランダムに生成されたセッション キーを使用して実際のメッセージを暗号化し、セッション キー自体は公開鍵を使用して暗号化されます。新しいメッセージが暗号化されるたびにセッション キーがランダムに選択されるため、STDIN からでもファイルからでも、何かを暗号化するたびに新しい暗号テキストが取得されます。
  2. 実際のメッセージ(圧縮および暗号化される前)を含む最も内側の層である「リテラル データ パケット」には、ファイル名が含まれます。STDIN から暗号化した場合は、空の文字列が含まれます。
  3. 上記のリテラル データ パケットには、タイムスタンプ (通常は暗号化されたファイルのタイムスタンプ、または STDIN から暗号化する場合は現在の時刻) も含まれます。

これらすべてのポイントにより、入力のわずかな違いに対して、非常に異なる暗号テキストが生成されます。つまり、1 秒前に暗号化すると、まったく無関係な暗号テキストが生成されます。

  1. 最後に、暗号化パケット(および署名パケットが使用されている場合)にもタイムスタンプがありますが、これによって変更されるのは個々のタイムスタンプのみであり、暗号テキスト全体は変更されません。

答え2

タイムスタンプというよりはランダムな数字のようです。

PGP の仕組み PGP は、従来の暗号化と公開鍵暗号化の両方の優れた機能を組み合わせたものです。PGP はハイブリッド暗号化システムです。ユーザーが PGP でプレーンテキストを暗号化すると、PGP はまずプレーンテキストを圧縮します。データ圧縮により、モデムの転送時間とディスク領域が節約され、さらに重要な点として、暗号化のセキュリティが強化されます。ほとんどの暗号解読技術は、プレーンテキスト内のパターンを利用して暗号を解読します。圧縮により、プレーンテキスト内のこれらのパターンが削減されるため、暗号解読に対する耐性が大幅に強化されます (圧縮するには短すぎるファイルや、圧縮率の低いファイルは圧縮されません)。

次に、PGP は 1 回限りの秘密キーであるセッション キーを作成します。このキーは、マウスのランダムな動きと入力したキーストロークから生成されるランダムな数値です。このセッション キーは、非常に安全で高速な従来の暗号化アルゴリズムを使用してプレーンテキストを暗号化し、その結果が暗号文になります。データが暗号化されると、セッション キーは受信者の公開キーに暗号化されます。この公開キーで暗号化されたセッション キーは、暗号文とともに受信者に送信されます。

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