8.6 Обновление ключей

Представьте себе шифрованный канал передачи данных, для которого вы хотите менять ключи каждый день. Иногда ежедневное распределение новых ключей является нелегкой заботой. Более простое решение - генерировать новый ключ из старого, такая схема иногда называется обновлением ключа.

Все, что нужно - это однонаправленная функция. Если Алиса и Боб используют общий ключ и применяют к нему одну и ту же однонаправленную функцию, они получат одинаковый результат. Они могут выбрать из результата нужные им биты и создать новый ключ.

Обновление ключей работает, но помните, что безопасность нового ключа определяется безопасностью старого ключа. Если Еве удастся заполучить старый ключ, она сможет выполнить обновление ключей самостоятельно. Однако, если старого ключа у Евы нет, и она пытается выпо отношению к шифрованному трафику полнить вскрытие с использованием только шифротекста, обновление ключей является хорошим способом защиты для Алисы и Боба.

8.7 Хранение ключей

Наименее сложными при хранении ключей являются проблемы одного пользователя, Алисы, шифрующей файлы для последующего использования. Так как она является единственным действующим пользователем системы, только она и отвечает за ключ. В некоторых системах используется простой подход: ключ хранится в голове Алисы и больше нигде. Это проблемы Алисы - помнить ключ и вводить его всякий раз, когда ей нужно зашифровать или расшифровать файл.

Примером такой системы является IPS [881]. Пользователи могут либо вводить 64-битовый ключ непосредственно, либо ввести ключ как более длинную символьную строку. В последнем случае система генерирует 64-битовый ключ по строке символов, используя технику перемалывания ключа.

Другим решением является хранить ключ в виде карточки с магнитной полоской, пластикового ключа с встроенной микросхемой ROM (называемого ROM-ключ) или интеллектуальной карточки [556, 557, 455]. Пользователь может ввести свой ключ в систему, вставив физический носитель в считывающее устройство, встроенное в его шифрователь или подключенное к компьютерному терминалу. Хотя пользователь может использовать ключ, он не знает его и не может его скомпрометировать. Он может использовать его только тем способом и только для тех целей, которые определены вектором контроля.

ROM‑ключ - это очень умная идея. Практически любой способен осознать, что такое физический ключ, каково его значение, и как его защитить. Придание криптографическому ключу некоторой физической формы делает хранение и защиту такого ключа интуитивно более понятным.

Эта техника становится более безопасной при разбиении ключа на две половины, одна из которых хранится в терминале, а вторая - в ROM‑ключе. Так работает безопасный телефон STU-III правительства США. Потеря ROM‑ключа не компрометирует криптографический ключ - замените этот ключ и все снова станет нормально. То же происходит и при потере терминала. Следовательно, компрометация ROM-ключа или системы не компрометирует криптографический ключ key - врагу нужно заполучить обе части.

Ключи, которые трудно запомнить можно хранить зашифрованными, используя что-то похожее на ключ шифрования ключей. Например, закрытый ключ RSA может быть зашифрован ключом DES и записан на диск. Для восстановления ключа RSA пользователь будет должен ввести ключ DES в программу дешифрирования.

Если ключи генерируются детерминировано (с помощью криптографически безопасного генератора псевдослучайных последовательностей), может быть при помощи легко запоминающегося пароля легче генерировать ключи повторно всякий раз, когда они понадобятся.

В идеале, ключ никогда не должен оказываться вне шифровального устройства в незашифрованном виде. Эта цель не всегда достижима, но к этому нужно стремиться.