Η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού, γνωστή και ως ασύμμετρη κρυπτογραφία, είναι μια θεμελιώδης έννοια στον τομέα της κυβερνοασφάλειας που προέκυψε λόγω του ζητήματος της διανομής κλειδιών στην κρυπτογραφία ιδιωτικού κλειδιού (συμμετρική κρυπτογραφία). Ενώ η διανομή κλειδιού είναι πράγματι ένα σημαντικό πρόβλημα στην κλασική συμμετρική κρυπτογραφία, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού προσέφερε έναν τρόπο επίλυσης αυτού του προβλήματος, αλλά επιπλέον εισήγαγε μια πιο ευέλικτη προσέγγιση που μπορεί να αντιμετωπιστεί σε διάφορες προκλήσεις ασφαλείας.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της κρυπτογραφίας δημόσιου κλειδιού είναι η ικανότητά της να παρέχει ασφαλή κανάλια επικοινωνίας χωρίς την ανάγκη για προ-κοινόχρηστα κλειδιά. Στην παραδοσιακή συμμετρική κρυπτογραφία, τόσο ο αποστολέας όσο και ο παραλήπτης πρέπει να διαθέτουν ένα κοινό μυστικό κλειδί για κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση. Η διανομή και η ασφαλής διαχείριση αυτών των μυστικών κλειδιών μπορεί να είναι μια περίπλοκη εργασία, ειδικά σε συστήματα μεγάλης κλίμακας. Η κρυπτογράφηση δημόσιου κλειδιού εξαλείφει αυτήν την πρόκληση χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος κλειδιών: ένα δημόσιο κλειδί για κρυπτογράφηση και ένα ιδιωτικό κλειδί για αποκρυπτογράφηση.
Το κρυπτοσύστημα RSA, ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους αλγόριθμους κρυπτογράφησης δημόσιου κλειδιού, αποτελεί παράδειγμα της ευελιξίας της κρυπτογραφίας δημόσιου κλειδιού. Στο RSA, η ασφάλεια του συστήματος βασίζεται στην υπολογιστική δυσκολία της παραγοντοποίησης μεγάλων ακεραίων. Το δημόσιο κλειδί, το οποίο είναι διαθέσιμο σε οποιονδήποτε, αποτελείται από δύο στοιχεία: το συντελεστή (n) και τον δημόσιο εκθέτη (e). Το ιδιωτικό κλειδί, που είναι γνωστό μόνο στον παραλήπτη, περιλαμβάνει το συντελεστή (n) και τον ιδιωτικό εκθέτη (d). Αξιοποιώντας τις ιδιότητες της αρθρωτής αριθμητικής και της θεωρίας αριθμών, το RSA επιτρέπει την ασφαλή επικοινωνία μέσω μη ασφαλών καναλιών.
Εκτός από τη διανομή κλειδιών, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού εξυπηρετεί πολλούς άλλους βασικούς σκοπούς στην ασφάλεια στον κυβερνοχώρο. Οι ψηφιακές υπογραφές, για παράδειγμα, είναι μια κρίσιμη εφαρμογή της κρυπτογραφίας δημόσιου κλειδιού που επιτρέπει στις οντότητες να πιστοποιούν την αυθεντικότητα και την προέλευση των ψηφιακών μηνυμάτων. Υπογράφοντας ένα μήνυμα με το ιδιωτικό του κλειδί, ένας αποστολέας μπορεί να παράσχει αδιάψευστη απόδειξη συγγραφής, μη αποκήρυξης και ακεραιότητας δεδομένων. Ο παραλήπτης μπορεί να επαληθεύσει την υπογραφή χρησιμοποιώντας το δημόσιο κλειδί του αποστολέα, διασφαλίζοντας ότι το μήνυμα δεν έχει παραβιαστεί κατά τη μεταφορά.
Επιπλέον, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού παίζει ζωτικό ρόλο στα πρωτόκολλα ανταλλαγής κλειδιών, όπως η ανταλλαγή κλειδιών Diffie-Hellman. Αυτό το πρωτόκολλο δίνει τη δυνατότητα σε δύο μέρη να δημιουργήσουν ένα κοινό μυστικό κλειδί σε ένα μη ασφαλές κανάλι χωρίς την ανάγκη για προ-κοινόχρηστα κλειδιά. Με τη μόχλευση των ιδιοτήτων της αρθρωτής εκθέσεως, ο Diffie-Hellman διασφαλίζει ότι ακόμα κι αν ένας υποκλοπής παρακολουθεί την επικοινωνία, δεν μπορεί να αντλήσει το κοινό κλειδί χωρίς να λύσει ένα υπολογιστικά δύσκολο πρόβλημα.
Εκτός από την ασφαλή επικοινωνία και την ανταλλαγή κλειδιών, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού στηρίζει διάφορους άλλους μηχανισμούς ασφάλειας στον κυβερνοχώρο, συμπεριλαμβανομένων των ψηφιακών πιστοποιητικών, των πρωτοκόλλων στρώματος ασφαλών υποδοχών (SSL) και των επικοινωνιών ασφαλούς κελύφους (SSH). Αυτές οι εφαρμογές καταδεικνύουν την ευελιξία και τη σημασία της κρυπτογραφίας δημόσιου κλειδιού στις σύγχρονες πρακτικές ασφάλειας στον κυβερνοχώρο.
Ενώ η διανομή κλειδιών είναι μια σημαντική πρόκληση στην κλασική κρυπτογραφία, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη λύση που εκτείνεται πέρα από αυτό το συγκεκριμένο ζήτημα. Επιτρέποντας ασφαλή επικοινωνία, ψηφιακές υπογραφές, ανταλλαγή κλειδιών και μια σειρά από άλλες εφαρμογές κυβερνοασφάλειας, η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διασφάλιση της εμπιστευτικότητας, της ακεραιότητας και της αυθεντικότητας των ψηφιακών πληροφοριών.
Άλλες πρόσφατες ερωτήσεις και απαντήσεις σχετικά με Βασικές αρχές κλασικής κρυπτογραφίας EITC/IS/CCF:
- Εφαρμόζει το σύστημα GSM την κρυπτογράφηση ροής του χρησιμοποιώντας καταχωρητές μετατόπισης γραμμικής ανάδρασης;
- Κέρδισε η κρυπτογράφηση Rijndael σε μια πρόσκληση διαγωνισμού από το NIST για να γίνει το κρυπτοσυστήματος AES;
- Τι είναι μια επίθεση ωμής βίας;
- Μπορούμε να πούμε πόσα μη αναγώγιμα πολυώνυμα υπάρχουν για το GF(2^m) ;
- Μπορούν δύο διαφορετικές είσοδοι x1, x2 να παράγουν την ίδια έξοδο y στο Data Encryption Standard (DES);
- Γιατί στο FF GF(8) το ίδιο το μη αναγώγιμο πολυώνυμο δεν ανήκει στο ίδιο πεδίο;
- Στο στάδιο των S-box στο DES αφού μειώνουμε το τμήμα ενός μηνύματος κατά 50% υπάρχει εγγύηση ότι δεν θα χάσουμε δεδομένα και ότι το μήνυμα θα παραμείνει ανακτήσιμο/αποκρυπτόμενο;
- Με μια επίθεση σε ένα μόνο LFSR είναι δυνατό να συναντήσετε συνδυασμό κρυπτογραφημένου και αποκρυπτογραφημένου τμήματος της μετάδοσης μήκους 2m από το οποίο δεν είναι δυνατό να κατασκευαστεί επιλύσιμο σύστημα γραμμικών εξισώσεων;
- Σε περίπτωση επίθεσης σε ένα μεμονωμένο LFSR, εάν οι εισβολείς συλλάβουν 2m bit από τη μέση της μετάδοσης (μήνυμα), μπορούν να υπολογίσουν τη διαμόρφωση του LSFR (τιμές p) και μπορούν να αποκρυπτογραφήσουν προς τα πίσω;
- Πόσο πραγματικά τυχαία είναι τα TRNG που βασίζονται σε τυχαίες φυσικές διεργασίες;
Δείτε περισσότερες ερωτήσεις και απαντήσεις στο EITC/IS/CCF Classical Cryptography Fundamentals