Обмен зашифрованными ключами

Протокол обмена зашифрованными ключами (Encrypted Key Exchange, EKE) был разработан Стивом Белловином (Steve Bellovin) и Майклом Мерриттом (Michael Merritt). Он обеспечивает безопасность и проверку подлинности в компьютерных сетях, по новому используя и симметричную криптографию, и криптографию с открытыми ключами: общий секретный ключ используется для шифрования генерированного случайным образом открытого ключа.

Базовый протокол eke

Алиса и Боб (два пользователя, клиент и сервер, или кто угодно) имеют общий пароль P. Используя следующий протокол, они могут проверить подлинность друг друга и генерировать общий сеансовый ключ K.

1. Алиса случайным образом генерирует пару "открытый ключ/закрытый ключ". Она шифрует открытый ключ K' с помощью симметричного алгоритма, используя P в качестве ключа: E_P(K'). Она посылает Бобу

A, E_P(K')

2. Боб знает P. Он расшифровывает сообщение, получая K'. Затем он генерирует случайный сеансовый ключ K, шифрует его открытым ключом, который он получил от Алисы, а затем используя P в качестве ключа. Он посылает Алисе

E_P(E_K'(K))

3. Алиса расшифровывает сообщение, получая K. Она генерирует случайную строку R_A, шифрует ее с помощью K и посылает Бобу

E_K(R_A)

4. Боб расшифровывает сообщение, получая R_A. Он генерирует другую случайную строку, R_B, шифрует обе строки ключом K и посылает Алисе результат.

E_K(R_A,R_B)

5. Алиса расшифровывает сообщение, получая R_A и R_B. Если строка R_A, полученная от Боба, - это та самая строка, которую она послала Бобу на этапе (3), она, используя K, шифрует R_B и посылает ее Бобу.

E_K(R_B)

6. Боб расшифровывает сообщение, получая R_B. Если строка R_B, полученная от Алисы, - это та самая строка, которую он послал ей на этапе (4), обмен завершен. Теперь обе стороны могут обмениваться информацией, используя K в качестве сеансового ключа.

На этапе (3) и Алиса, и Боб знают K' и K. K - это сеансовый ключ, он может быть использован для шифрования всех других сообщений, которыми обмениваются Алиса и Боб. Ева, сидя между Алисой и Бобом, знает только E_P(K'), E_P(E_K'(K)) и несколько сообщений, зашифрованных K. В других протоколах Ева могла бы попробовать угадать P (люди все время любят выбирать плохие пароли, и если Ева достаточно умна, она может этот угадать пароль) и затем проверить свои предположения. В рассматриваемом протоколе Ева не может проверять свои предположения, не вскрыв при этом и алгоритм с открытым ключом. И, если K' и K выбираются случайным образом, то эта проблема будет непреодолимой.

Ответная часть протокола, этапы (3) - (6), обеспечивает подтверждение. Этапы (3) - (5) доказывают Алисе, что Боб знает K, этапы (4) - (6) доказывают Бобу, что Алиса знает K. Обмен метками времени, используемый в протоколе Kerberos (будет описан в разделе «Аутентификация»), решает ту же задачу.

EKE может быть реализован множеством алгоритмов с открытыми ключами: RSA, ElGamal, Diffie-Hellman.

Системы управления асимметричными ключами Инфраструктура открытых ключей – рki

Существует широкий круг задач по обеспечению достоверности, безопасности и целостности информации, внутри информационной структуры организации, решение которых средствами, отличными от Инфраструктуры Открытых Ключей (PKI), приведет к неоправданным финансовым тратам и в то же время несоразмерно усложнит имеющуюся информационную структуру. Наиболее актуальные задачи, решаемые внедрением PKI, включают в себя:

• Обеспечение достоверности, безопасности и целостности транзакций, электронных документов или почтовых сообщений;

• Строгая аутентификация пользователей и программных сервисов;

• Строгая аутентификация аппаратных устройств;

• Ведение электронной коммерции;

• Защищенная электронная почта;

• Контроль происхождения транзакции, документа или почтового сообщения;

• Установление достоверного времени создания документа/транзакции.

Мозаику PKI составляют следующие элементы:

• сертификаты, представляющие собой наборы данных, используемых для установления подлинности пользователей;

• центры сертификации CA (Certificate Authority), принимающие собой окончательное решение об аутентификации субъекта;

• центры регистрации RA (Registration Authority), получающие и обрабатывающие запросы о подписи сертификатов со стороны конечных пользователей;

• каталоги LDAP, содержащие общедоступную информацию о сертификатах;

• списки отозванных (аннулированных) сертификатов CRL (Certificate Revocation List).