Nøgle (kryptografi)

Nøglen  er hemmelig information , der bruges af den kryptografiske algoritme ved kryptering /dekryptering af meddelelser, indstilling og verificering af en digital signatur og beregning af autentificeringskoder ( MAC ). Når du bruger den samme algoritme, afhænger krypteringsresultatet af nøglen. For moderne algoritmer med stærk kryptografi gør tabet af en nøgle det praktisk talt umuligt at dekryptere informationen.

Ifølge Kerchhoffs princip skal styrken af ​​et kryptografisk system bestemmes ved at skjule hemmelige nøgler, men ikke ved at skjule de anvendte algoritmer eller deres funktioner.

Nøglenængde

Mængden af ​​information i en nøgle måles normalt i bits .

For moderne symmetriske algoritmer ( AES , CAST5 , IDEA , Blowfish , Twofish ) er den vigtigste egenskab ved kryptografisk styrke nøglelængden. Kryptering med nøgler på 128 bit eller mere anses for at være stærk , da det tager årevis af kraftfulde supercomputere at dekryptere information uden en nøgle. For asymmetriske algoritmer baseret på talteoretiske problemer ( faktoriseringsproblem  - RSA , diskret logaritmeproblem  - Elgamal ) er den mindste pålidelige nøglelængde i øjeblikket 1024 bit på grund af deres funktioner.

For asymmetriske algoritmer baseret på brugen af ​​teorien om elliptiske kurver ( ECDSA , GOST R 34.10-2001 , DSTU 4145-2002 ), er den mindste pålidelige nøglelængde 163 bit, men længder på 191 bit og mere anbefales.

Klassificering af nøgler

Kryptografiske nøgler er forskellige afhængigt af de algoritmer, de bruges i.

• Hemmelige (symmetriske) nøgler  er nøgler, der bruges i symmetriske algoritmer (kryptering, generering af godkendelseskoder). Hovedegenskaben ved symmetriske nøgler er, at både fremadgående og omvendte kryptografiske transformationer (kryptering/dekryptering, MAC-beregning/MAC-verifikation) skal bruge den samme nøgle (eller den omvendte nøgle kan nemt beregnes ud fra den fremadrettede oversættelsesnøgle og omvendt) ) . På den ene side giver dette en højere fortrolighed af beskeder, på den anden side skaber det problemer med nøgledistribution i systemer med et stort antal brugere.
• Asymmetriske nøgler  - nøgler, der bruges i asymmetriske algoritmer (kryptering, digital signatur ). Mere præcist er de et nøglepar, fordi de består af to nøgler:
  • En privat nøgle er en  nøgle, som kun dens ejer kender. Kun at holde brugeren hemmelig af sin private nøgle garanterer umuligheden af ​​at forfalske et dokument og en digital signatur af en angriber på vegne af certificeren.
  • Offentlig nøgle ( eng.  Public key ) - en nøgle, der kan publiceres og bruges til at verificere ægtheden af ​​et underskrevet dokument, samt til at forhindre svindel fra den attesterende persons side i form af at nægte at underskrive dokumentet. Signaturens offentlige nøgle beregnes som værdien af ​​en eller anden funktion af den private nøgle, men at kende den offentlige nøgle gør det umuligt at bestemme den private nøgle.

Hovedegenskaben ved et nøglepar er, at det er let at beregne en offentlig nøgle ud fra en hemmelig nøgle, men det er næsten umuligt at beregne en hemmelighed fra en kendt offentlig nøgle.

I digitale signaturalgoritmer bruges en hemmelig nøgle til signering, og en offentlig nøgle bruges til verifikation. Således kan enhver kontrollere, om en given bruger faktisk har underskrevet en given signatur. Asymmetriske algoritmer sikrer således ikke kun informationens integritet, men også dens autenticitet. Ved kryptering bruges den offentlige nøgle tværtimod til at kryptere beskeden, og den hemmelige nøgle bruges til at dekryptere den. Det er således kun modtageren og ingen andre (inklusive afsenderen) der kan dekryptere beskeden.

Brugen af ​​asymmetriske algoritmer fjerner problemet med at distribuere brugernøgler i systemet, men giver nye problemer: pålideligheden af ​​de modtagne nøgler. Disse problemer løses mere eller mindre succesfuldt inden for den offentlige nøgleinfrastruktur (PKI).

• Session (session) nøgler  - nøgler genereret mellem to brugere, normalt for at beskytte kommunikationskanalen. Typisk er sessionsnøglen en delt hemmelighed  - information, der genereres baseret på den ene parts hemmelige nøgle og den anden parts offentlige nøgle. Der er flere protokoller til generering af sessionsnøgler og delte hemmeligheder, blandt dem især Diffie-Hellman-algoritmen .
• Undernøgler  er nøgleinformation, der genereres under driften af ​​en kryptografisk algoritme baseret på en nøgle. Ofte genereres undernøgler baseret på en speciel nøgleimplementeringsprocedure .

Se også

• Nøgleudveksling
• Nøglestyring
• Nøglegenereringsfunktion
• Fingeraftryk på offentlig nøgle
• Deler en hemmelighed
• Kompromis (kryptering)
• perfekt fremadrettet hemmeligholdelse
• Ephemeral Key
• Kryptografisk hash-funktion
• Kryptografisk nøgleserver