Асимметричные криптографические алгоритмы и принципы их работы. Примеры реализации.
Криптографическая система с открытым ключом (или Асимметричное шифрование, Асимметричный шифр) — 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.
Получатель генерирует 2 ключа. Один их них открытый, другой закрытый (секретный). При этом зaкрытый ключ не должен передaвaться по открытому кaнaлу, либо его подлинность должнa быть гaрaнтировaнa некоторым сертифицирующим оргaном.
Отпрaвитель с помощью открытого ключa шифрует сообщение.
Получaтель с помощью зaкрытого ключa дешифрует сообщение.
Виды асимметричных шифров
RSA (Rivest-Shamir-Adleman, Ривест — Шамир — Адлеман)
DSA (Digital Signature Algorithm)
Elgamal (Шифросистема Эль-Гамаля)
Diffie-Hellman (Обмен ключами Диффи — Хелмана)
ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) — алгоритм с открытым ключом для создания цифровой подписи.
ГОСТ Р 34.10-2001
Rabin
Luc
McEliece
Williams System (Криптосистема Уильямса)
Проблемы использования асимметричных криптосистем.
Криптографическая система с открытым ключом (или Асимметричное шифрование, Асимметричный шифр) — 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.
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.
Процесс шифрования-расшифрования с использованием пары ключей проходит на два-три порядка медленнее, чем шифрование-расшифрование того же текста симметричным алгоритмом.
В чистом виде асимметричные криптосистемы требуют существенно больших вычислительных ресурсов, потому на практике используются в сочетании с другими алгоритмами.
Для ЭЦП сообщение предварительно подвергается хешированию, а с помощью асимметричного ключа подписывается лишь относительно небольшой результат хеш-функции.
Для шифрования они используются в форме гибридных криптосистем, где большие объёмы данных шифруются симметричным шифром на сеансовом ключе, а с помощью асимметричного шифра передаётся только сам сеансовый ключ.
Механизм защиты информации в открытых сетях по протоколу ssl.
Протокол SSL - что это такое?
Криптографический протокол SSL (Secure Socket Layer) был разработан в 1996 году ком-панией Netscape и вскоре стал наиболее популярным методом обеспечения защищенно-го обмена данными через Интернет. Этот протокол интегрирован в большинство браузе-ров и веб серверов и использует ассиметричную криптосистему с открытым ключом, разработанную компанией RSA.
Для осуществления SSL соединения необходимо, чтобы сервер имел инсталлированный цифровой сертификат. Цифровой сертификат - это файл, который уникальным образом идентифицирует пользователей и серверы. Это своего рода электронный паспорт, кото-рый проводит аутентификацию сервера до того, как устанавливается сеанс SSL соединения. Обычно цифровой сертификат независимо подписывается и заверяется третьей стороной, что гарантирует его достоверность. В роли такой третьей стороны выступают центры сертификации, в частности, компания thawte. Компания thawte является наиболее известным в мире центром сертификации.
Протокол SSL обеспечивает защищенный обмен данными за счет сочетания двух сле-дующих элементов:
Аутентификация
Цифровой сертификат привязан к конкретному домену сети Интернет, а центр сертифи-кации проводит проверки, подтверждающие подлинность организации, а уже затем соз-дает и подписывает цифровой сертификат для этой организации. Такой сертификат мо-жет быть установлен только на тот домен web-сервера, доля которого он прошел аутен-тификацию, что и дает пользователям сети Интернет необходимые гарантии.
Шифрование
Шифрование - это процесс преобразования информации в нечитаемый для всех вид, кроме конкретного получателя. Оно основывается на необходимых для электронной коммерции гарантиях конфиденциальности передачи информации и невозможности ее фальсификации.
Один из признаков того, имеет ли web-сайт SSL сертификат, вы найдете в строке состоя-ния (status bar) браузера. Обратите внимание на значок в виде замочка. Если интернет-страница не имеет сертификата, в строке состояния браузера Internet Explorer (IE) замоч-ка не будет. Если же устанавливается защищенное соединение по SSL протоколу, то в строке состояния появляется замок. В web-браузере Netscape используются значки как «открытого», так и «закрытого» замка. Соответственно, это означает незащищенное и защищенное соединение с web-сайтом.