Алгоритми симетричного і асиметричного шифрування

Алгоритми з відкритим ключем (звані також асиметричними алгоритмами) розроблені таким чином, що ключ, використовуваний для зашифрування, відрізняється від ключа розшифрування. Більш того, ключ розшифрування не може бути (принаймні протягом розумного інтервалу часу) розрахований по ключу зашифрування. Такі алгоритми називають алгоритмами з відкритим ключем, тому що ключ зашифрування може бути відкритим: хто завгодно може використовувати цей ключ для зашифрування повідомлення, але розшифрувати повідомлення може тільки конкретна людина, яка знає ключем розшифрування. У таких системах ключ зашифрування часто називають відкритим ключем, а ключ розшифрування – закритим ключем. Закритий ключ іноді називають секретним ключем, але щоб не було плутанини з симетричними алгоритмами, цей термін використовується в даній роботі. Припустимо, що К1 – деякий відкритий ключ (для зашифрування), а К2 – відповідний закритий ключ (для розшифрування), тоді зашифрування з відкритим ключем К1 позначається як: Ек1(М)=С, а розшифрування з відповідним закритим ключем К2 позначаєтся як: Dк2(C)=M.

Схематично зашифрування та розшифрування при використанні асиметричних криптографічних алгоритмів зображені на рисунку 15.2.

Рисунок 15.2 – Операції зашифрування та розшифрування в асиметричних криптосистемах

Слід зауважити, що ключі К1 та К2 не обов’язково мають бути різними, але в тому випадку, коли вони співпадають, втрачається багато переваг алгоритма з відкритим ключем.

Іноді повідомлення зашифровуються закритим ключем, а розшифровуються – відкритим ключем. Такий метод використовують для цифрового підпису. Ці операції, відповідно, позначають як: Ек2(М)=С, Dк1(C)=M.

Від часу винайдення криптографії з відкритим ключем було запропоновано безліч криптографічних алгоритмів з відкритими ключами . Багато з них не є стійкими. А з тих, які є стійкими, багато непридатних для практичної реалізації . Або вони використовують дуже великий ключ, або розмір отриманого шифртексту набагато перевищує розмір відкритого тексту. Небагато алгоритмів є і безпечними, і практичними. Зазвичай ці алгоритми засновані на одній з важких проблем. Деякі з цих безпечних і практичних алгоритмів підходять тільки для розподілу ключів. Інші підходять для шифрування (і для розподілу ключів). Треті корисні тільки для цифрових підписів. Тільки три алгоритми добре працюють як при шифруванні, так і для цифрового підпису: RSA, EIGamal (Ель-Гамаля) та Rabin (Рабіна). Усі ці алгоритми повільні. Вони зашифровують і розшифровують дані набагато повільніше, ніж симетричні алгоритми. Зазвичай їх швидкість недостатня для шифрування великих обсягів даних.

Гібридні криптосистеми дозволяють прискорити події: для шифрування повідомлення використовується симетричний алгоритм з випадковим ключем, а алгоритм з відкритим ключем застосовується для шифрування випадкового сеансового ключа.

Симетричні алгоритми, які іноді називають умовними алгоритмами, це ті, в яких ключ зашифрування може бути розрахований з ключа розшифрування, і навпаки. У більшості симетричних алгоритмів ключі зашифрування і розшифрування ті самі . Ці алгоритми, також звані алгоритмами з секретним ключем або алгоритмами з єдиним ключем, вимагають, щоб відправник і одержувач погодили використовуваний ключ перед початком передачі секретних повідомлень. Захист, що забезпечується симетричним алгоритмом визначається ключем; розкриття ключа означає, що хто завгодно зможе зашифрувати і розшифрувати повідомлення. Поки повідомлення, що передаються, повинні залишатися таємними, ключ повинен зберігатися в секреті.

Якщо припустити, що К – ключ, що використовується у деякому симетричному криптографічному алгоритмі, тоді зашифрування і розшифрування з використанням симетричного алгоритму позначається як: Ек(М)=С, Dк(C)=M.

Схематично зашифрування та розшифрування при використанні симетричних криптографічних алгоритмів зображені на рисунку 15.3.

Рисунок 15.3 – Операції зашифрування та розшифрування в симетричних алгоритмах

Симетричні алгоритми поділяються на дві категорії. Одні алгоритми обробляють відкритий текст побітово (іноді побайтово), вони називаються потоковими алгоритмами або потоковими шифрами. Інші працюють з групами бітів відкритого тексту. Групи бітів називаються блоками, а алгоритми - блоковими алгоритмами або блоковими шифрами.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Журналювання в ОС FreeBSD	\|	Стек протоколів IPSec

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.