Криптосистема с открытым ключом

Криптосистема

с открытым ключом

Леонтьев К.Ю

Спирин Д.В.

Шифрова́ние — способ преобразования открытой информации в закрытую, и обратно. Применяется для хранения важной информации в ненадёжных источниках или передачи её по незащищённым каналам связи. Шифрование подразделяется на процесс зашифровывания и расшифровывания.

Асимметричное шифрование(Криптосистема с открытым ключом) — система шифрования и/или электронной цифровой подписи (ЭЦП), при которой открытый ключ передаётся по открытому (то есть незащищённому, доступному для наблюдения) каналу и используется для проверки ЭЦП и для шифрования сообщения. Для генерации ЭЦП и для расшифровки сообщения используется секретный ключ.[1] Криптографические системы с открытым ключом в настоящее время широко применяются в различных сетевых протоколах, в частности, в протоколах TLS и его предшественнике SSL (лежащих в основе HTTPS), в SSH.

Идея криптографии с открытым ключом очень тесно связана с идеей односторонних функций, то есть таких функций f(x), что

f(x) легко вычислимо и x сложно вычислимо.

По известному x довольно просто найти значение f(x), тогда как определение x из f(x) сложно в смысле теории.

Но сама односторонняя функция бесполезна в применении: ею можно зашифровать сообщение, но расшифровать нельзя. Поэтому криптография с открытым ключом использует односторонние функции с лазейкой. Лазейка — это некий секрет, который помогает расшифровать. То есть существует такой y, что зная f(x), можно вычислить x. К примеру, если разобрать часы на множество составных частей, то очень сложно собрать вновь работающие часы. Но если есть инструкция по сборке (лазейка), то можно легко решить эту проблему.

Начинаем с трудной задачи Р. Она должна решаться сложно в смысле теории: нет алгоритма, с помощью которого можно было бы перебрать все варианты решения задачи Р за полиномиальное время относительно размера задачи.

Можно выделить легкую подзадачу P' из Р. Она должна решаться за полиномиальное время, лучше, если за линейное.

«Перетасовываем и взбалтываем» Р', чтобы получить задачу Р, совершенно не похожую на первоначальную. Задача Р, по крайней мере, должна выглядеть как оригинальная труднорешаемая задача Р.

Р открывается с описанием, как она может быть использована в роли ключа зашифрования. Как из Р получить Р', держится в секрете как секретная лазейка.

Криптосистема организована так, что алгоритмы расшифрования для легального пользователя и криптоаналитика существенно различны. В то время как первый решает Р задачу, второй использует секретную лазейку и решает Р' задачу.

Алгоритмы криптосистемы с открытым ключом можно использовать

-Как самостоятельные средства для защиты передаваемой и хранимой информации

-Как средства распределения ключей. Обычно с помощью алгоритмов криптосистем с открытым ключом распределяют ключи, малые по объёму. А саму передачу больших информационных потоков осуществляют с помощью других алгоритмов.

-Как средства аутентификации пользователей.

-Преимущество асимметричных шифров перед симметричными шифрами состоит в отсутствии необходимости предварительной передачи секретного ключа по надёжному каналу.

-В симметричной криптографии ключ держится в секрете для обеих сторон, а в асимметричной криптосистеме только один секретный.

-При симметричном шифровании необходимо обновлять ключ после каждого факта передачи, тогда как в асимметричных криптосистемах пару можно не менять значительное время.

-В больших сетях число ключей в асимметричной криптосистеме значительно меньше, чем в симметричной.

Преимущество алгоритма симметричного шифрования над несимметричным заключается в том, что в первый относительно легко внести изменения.

Хотя сообщения надежно шифруются, но «засвечиваются» получатель и отправитель самим фактом пересылки шифрованного сообщения.

Несимметричные алгоритмы используют более длинные ключи, чем симметричные.

Шифрование

Преимущества

Идея создания

Асимметричное шифрование

Принципы построения

Применение

Недостатки