Kryptografie s veřejným klíčem, známá také jako asymetrická kryptografie, je základním konceptem v oblasti kybernetické bezpečnosti, který se objevil kvůli problému distribuce klíčů v kryptografii s privátním klíčem (symetrická kryptografie). Zatímco distribuce klíčů je skutečně významným problémem klasické symetrické kryptografie, kryptografie s veřejným klíčem nabídla způsob, jak tento problém vyřešit, ale navíc zavedla všestrannější přístup, který lze řešit různými bezpečnostními výzvami.
Jednou z hlavních výhod kryptografie s veřejným klíčem je její schopnost poskytovat zabezpečené komunikační kanály bez potřeby předem sdílených klíčů. V tradiční symetrické kryptografii musí odesílatel i příjemce vlastnit společný tajný klíč pro šifrování a dešifrování. Bezpečná distribuce a správa těchto tajných klíčů může být těžkopádný úkol, zejména ve velkých systémech. Kryptografie s veřejným klíčem eliminuje tento problém použitím dvojice klíčů: veřejného klíče pro šifrování a soukromého klíče pro dešifrování.
Šifrovací systém RSA, jeden z nejpoužívanějších šifrovacích algoritmů s veřejným klíčem, je příkladem všestrannosti šifrování s veřejným klíčem. V RSA se bezpečnost systému opírá o výpočetní obtížnost faktorizace velkých celých čísel. Veřejný klíč, který je zpřístupněn komukoli, se skládá ze dvou složek: modulu (n) a veřejného exponentu (e). Soukromý klíč, který zná pouze příjemce, obsahuje modul (n) a soukromý exponent (d). Využitím vlastností modulární aritmetiky a teorie čísel umožňuje RSA bezpečnou komunikaci přes nezabezpečené kanály.
Kromě distribuce klíčů slouží kryptografie s veřejným klíčem několika dalším základním účelům v kybernetické bezpečnosti. Digitální podpisy jsou například zásadní aplikací kryptografie s veřejným klíčem, která umožňuje entitám ověřit integritu a původ digitálních zpráv. Podepsáním zprávy svým soukromým klíčem může odesílatel poskytnout nezvratný důkaz o autorství, nepopiratelnosti a integritě dat. Příjemce může ověřit podpis pomocí veřejného klíče odesílatele a zajistit, že se zprávou během přenosu nebylo manipulováno.
Kromě toho hraje kryptografie veřejného klíče zásadní roli v protokolech výměny klíčů, jako je výměna klíčů Diffie-Hellman. Tento protokol umožňuje dvěma stranám vytvořit sdílený tajný klíč přes nezabezpečený kanál bez potřeby předem sdílených klíčů. Díky využití vlastností modulárního umocňování zajišťuje Diffie-Hellman, že i když odposlouchávač zachytí komunikaci, nemůže odvodit sdílený klíč, aniž by vyřešil výpočetně náročný problém.
Kromě zabezpečené komunikace a výměny klíčů podporuje kryptografie s veřejným klíčem různé další mechanismy kybernetické bezpečnosti, včetně digitálních certifikátů, protokolů SSL (Secure Socket Layer) a komunikace zabezpečeného shellu (SSH). Tyto aplikace demonstrují všestrannost a důležitost kryptografie s veřejným klíčem v moderních postupech kybernetické bezpečnosti.
Zatímco distribuce klíčů je v klasické kryptografii významnou výzvou, kryptografie s veřejným klíčem nabízí komplexnější řešení, které přesahuje tento specifický problém. Tím, že umožňuje bezpečnou komunikaci, digitální podpisy, výměnu klíčů a řadu dalších aplikací kybernetické bezpečnosti, hraje kryptografie s veřejným klíčem klíčovou roli při zajišťování důvěrnosti, integrity a autenticity digitálních informací.
Další nedávné otázky a odpovědi týkající se Základy klasické kryptografie EITC/IS/CCF:
- Implementuje systém GSM svou proudovou šifru pomocí posuvných registrů lineární zpětné vazby?
- Vyhrála Rijndaelova šifra soutěžní výzvu NIST, aby se stala kryptosystémem AES?
- Co je to útok hrubou silou?
- Můžeme říci, kolik existuje ireducibilních polynomů pro GF(2^m)?
- Mohou dva různé vstupy x1, x2 produkovat stejný výstup y ve standardu šifrování dat (DES)?
- Proč v FF GF(8) samotný ireducibilní polynom nepatří do stejného tělesa?
- Existuje ve fázi S-boxů v DES, protože snižujeme fragment zprávy o 50%, záruka, že neztratíme data a zpráva zůstane obnovitelná/dešifrovatelná?
- Je možné při útoku na jeden LFSR narazit na kombinaci šifrované a dešifrované části přenosu o délce 2m, ze které nelze sestavit řešitelný systém lineárních rovnic?
- V případě útoku na jeden LFSR, pokud útočníci zachytí 2m bitů od středu přenosu (zprávy), mohou stále vypočítat konfiguraci LSFR (hodnoty p) a mohou dešifrovat ve zpětném směru?
- Jak skutečně náhodné jsou TRNG založené na náhodných fyzikálních procesech?
Prohlédněte si další otázky a odpovědi v EITC/IS/CCF Classical Cryptography Fundamentals