Криптографията с публичен ключ, известна още като асиметрична криптография, е фундаментална концепция в областта на киберсигурността, която се появи поради проблема с разпределението на ключовете в криптографията с частен ключ (симетрична криптография). Докато разпределението на ключовете наистина е значителен проблем в класическата симетрична криптография, криптографията с публичен ключ предлага начин за разрешаване на този проблем, но допълнително въвежда по-гъвкав подход, който може да бъде адресиран към различни предизвикателства пред сигурността.
Едно от основните предимства на криптографията с публичен ключ е способността й да осигурява сигурни комуникационни канали без необходимост от предварително споделени ключове. В традиционната симетрична криптография и подателят, и получателят трябва да притежават общ таен ключ за криптиране и декриптиране. Сигурното разпространение и управление на тези секретни ключове може да бъде тромава задача, особено в широкомащабни системи. Криптографията с публичен ключ елиминира това предизвикателство, като използва двойка ключове: публичен ключ за криптиране и частен ключ за дешифриране.
Криптосистемата RSA, един от най-широко използваните алгоритми за криптиране с публичен ключ, е пример за гъвкавостта на криптографията с публичен ключ. В RSA сигурността на системата разчита на изчислителната трудност при разлагане на големи цели числа. Публичният ключ, който е достъпен за всеки, се състои от два компонента: модул (n) и публичен показател (e). Частният ключ, известен само на получателя, се състои от модула (n) и частния показател (d). Използвайки свойствата на модулната аритметика и теорията на числата, RSA позволява сигурна комуникация през несигурни канали.
Освен разпространението на ключове, криптографията с публичен ключ служи за няколко други основни цели в киберсигурността. Цифровите подписи, например, са изключително важно приложение на криптографията с публичен ключ, което позволява на субектите да удостоверяват целостта и произхода на цифровите съобщения. Като подпише съобщение със своя частен ключ, подателят може да предостави неопровержимо доказателство за авторство, неотричаемост и целостта на данните. Получателят може да провери подписа с помощта на публичния ключ на подателя, като гарантира, че съобщението не е било манипулирано по време на транзит.
Освен това криптографията с публичен ключ играе жизненоважна роля в протоколите за обмен на ключове, като обмена на ключове на Дифи-Хелман. Този протокол позволява на две страни да създадат споделен таен ключ през несигурен канал без необходимост от предварително споделени ключове. Като използва свойствата на модулното степенуване, Diffie-Hellman гарантира, че дори ако подслушвател прихване комуникацията, той не може да извлече споделения ключ, без да реши изчислително труден проблем.
В допълнение към защитената комуникация и обмена на ключове, криптографията с публичен ключ е в основата на различни други механизми за киберсигурност, включително цифрови сертификати, протоколи на слой със защитени сокети (SSL) и комуникации със защитена обвивка (SSH). Тези приложения демонстрират гъвкавостта и важността на криптографията с публичен ключ в съвременните практики за киберсигурност.
Докато разпределението на ключове е значително предизвикателство в класическата криптография, криптографията с публичен ключ предлага по-всеобхватно решение, което надхвърля този конкретен проблем. Като позволява сигурна комуникация, цифрови подписи, обмен на ключове и набор от други приложения за киберсигурност, криптографията с публичен ключ играе критична роля за гарантиране на поверителността, целостта и автентичността на цифровата информация.
Други скорошни въпроси и отговори относно Основи на класическата криптография на EITC/IS/CCF:
- Системата GSM прилага ли своя поточен шифър с помощта на линейни регистри за преместване с обратна връзка?
- Шифърът Rijndael спечели ли състезание от NIST, за да стане криптосистема AES?
- Какво е атака с груба сила?
- Можем ли да кажем колко нередуцируеми полинома съществуват за GF(2^m)?
- Могат ли два различни входа x1, x2 да произведат един и същ изход y в стандарта за шифроване на данни (DES)?
- Защо в FF GF(8) самият нередуцируем полином не принадлежи към същото поле?
- На етапа на S-кутии в DES, тъй като намаляваме фрагмент от съобщение с 50%, има ли гаранция, че няма да загубим данни и съобщението остава възстановимо/декриптирано?
- При атака на един LFSR възможно ли е да се натъкнете на комбинация от криптирана и декриптирана част от предаването с дължина 2m, от която не е възможно да се изгради разрешима система от линейни уравнения?
- В случай на атака срещу единичен LFSR, ако нападателите уловят 2m бита от средата на предаване (съобщение), могат ли да изчислят конфигурацията на LSFR (стойности на p) и могат ли да дешифрират в обратна посока?
- Колко наистина случайни са TRNG, базирани на случайни физически процеси?
Вижте още въпроси и отговори в EITC/IS/CCF Основи на класическата криптография