Криптографія з відкритим ключем, також відома як асиметрична криптографія, є фундаментальною концепцією в галузі кібербезпеки, яка виникла через проблему розподілу ключів у криптографії з закритим ключем (симетрична криптографія). У той час як розподіл ключів справді є значною проблемою в класичній симетричній криптографії, криптографія з відкритим ключем запропонувала спосіб вирішення цієї проблеми, але додатково представила більш універсальний підхід, який можна вирішити для різних проблем безпеки.
Однією з головних переваг криптографії з відкритим ключем є її здатність забезпечувати безпечні канали зв’язку без необхідності використання попередніх спільних ключів. У традиційній симетричній криптографії і відправник, і одержувач повинні володіти загальним секретним ключем для шифрування та дешифрування. Розповсюдження та безпечне керування секретними ключами може бути громіздким завданням, особливо у великих системах. Криптографія з відкритим ключем усуває цю проблему, використовуючи пару ключів: відкритий ключ для шифрування та закритий ключ для дешифрування.
Криптосистема RSA, один із найпоширеніших алгоритмів шифрування з відкритим ключем, є прикладом універсальності криптографії з відкритим ключем. У RSA безпека системи залежить від обчислювальної складності розкладання великих цілих чисел на множники. Відкритий ключ, доступний кожному, складається з двох компонентів: модуля (n) і відкритого показника (e). Приватний ключ, відомий лише одержувачу, складається з модуля (n) і приватного показника (d). Використовуючи властивості модульної арифметики та теорії чисел, RSA забезпечує безпечний зв’язок через незахищені канали.
Окрім розповсюдження ключів, криптографія з відкритим ключем виконує кілька інших важливих завдань у сфері кібербезпеки. Цифрові підписи, наприклад, є важливим застосуванням криптографії з відкритим ключем, що дозволяє об’єктам перевіряти цілісність і походження цифрових повідомлень. Підписуючи повідомлення своїм закритим ключем, відправник може надати неспростовний доказ авторства, неспростовності та цілісності даних. Одержувач може перевірити підпис за допомогою відкритого ключа відправника, переконавшись, що повідомлення не було підроблено під час передачі.
Крім того, криптографія з відкритим ключем відіграє важливу роль у протоколах обміну ключами, таких як обмін ключами Діффі-Хеллмана. Цей протокол дозволяє двом сторонам установити спільний секретний ключ через незахищений канал без необхідності використання попередніх спільних ключів. Використовуючи властивості модульного піднесення до степеня, Diffie-Hellman гарантує, що навіть якщо перехоплювач перехопить зв’язок, він не зможе отримати спільний ключ, не розв’язавши складну обчислювальну проблему.
На додаток до безпечного зв’язку та обміну ключами, криптографія з відкритим ключем лежить в основі різноманітних інших механізмів кібербезпеки, включаючи цифрові сертифікати, протоколи рівня захищених сокетів (SSL) і комунікації безпечної оболонки (SSH). Ці програми демонструють універсальність і важливість криптографії з відкритим ключем у сучасних практиках кібербезпеки.
Хоча розподіл ключів є серйозною проблемою в класичній криптографії, криптографія з відкритим ключем пропонує більш комплексне рішення, яке виходить за рамки цієї конкретної проблеми. Забезпечуючи безпечний зв’язок, цифрові підписи, обмін ключами та низку інших програм кібербезпеки, криптографія з відкритим ключем відіграє вирішальну роль у забезпеченні конфіденційності, цілісності та автентичності цифрової інформації.
Інші останні запитання та відповіді щодо Основи класичної криптографії EITC/IS/CCF:
- Чи реалізує система GSM свій потоковий шифр за допомогою регістрів зсуву лінійного зворотного зв’язку?
- Чи виграв шифр Rijndael у конкурсі NIST на те, щоб стати криптосистемою AES?
- Що таке атака грубої сили?
- Чи можемо ми сказати, скільки незвідних поліномів існує для GF(2^m)?
- Чи можуть два різні входи x1, x2 створити однаковий вихід y у стандарті шифрування даних (DES)?
- Чому в FF GF(8) незвідний поліном сам не належить тому самому полю?
- На етапі S-боксів у DES, оскільки ми зменшуємо фрагмент повідомлення на 50%, чи є гарантія, що ми не втратимо дані та повідомлення залишиться відновлюваним/розшифрованим?
- Чи можливо при атаці на один LFSR зіткнутися з комбінацією зашифрованої та розшифрованої частини передачі довжиною 2 м, з якої неможливо побудувати розв’язну систему лінійних рівнянь?
- У разі атаки на один LFSR, якщо зловмисники захоплюють 2 м бітів із середини передачі (повідомлення), чи можуть вони все одно обчислити конфігурацію LSFR (значення p) і чи можуть вони розшифрувати у зворотному напрямку?
- Наскільки дійсно випадковими є TRNG, засновані на випадкових фізичних процесах?
Більше запитань і відповідей дивіться в Основах класичної криптографії EITC/IS/CCF