Kryptografia s verejným kľúčom, tiež známa ako asymetrická kryptografia, je základným konceptom v oblasti kybernetickej bezpečnosti, ktorý sa objavil v dôsledku problému distribúcie kľúčov v kryptografii so súkromným kľúčom (symetrická kryptografia). Zatiaľ čo distribúcia kľúčov je skutočne významným problémom klasickej symetrickej kryptografie, kryptografia s verejným kľúčom ponúkla spôsob, ako tento problém vyriešiť, no navyše zaviedla všestrannejší prístup, ktorý možno riešiť rôznymi bezpečnostnými výzvami.
Jednou z hlavných výhod kryptografie s verejným kľúčom je jej schopnosť poskytovať bezpečné komunikačné kanály bez potreby vopred zdieľaných kľúčov. V tradičnej symetrickej kryptografii musia mať odosielateľ aj príjemca spoločný tajný kľúč na šifrovanie a dešifrovanie. Bezpečná distribúcia a správa týchto tajných kľúčov môže byť ťažkopádna úloha, najmä vo veľkých systémoch. Kryptografia s verejným kľúčom odstraňuje tento problém použitím dvojice kľúčov: verejného kľúča na šifrovanie a súkromného kľúča na dešifrovanie.
Kryptosystém RSA, jeden z najpoužívanejších šifrovacích algoritmov s verejným kľúčom, je príkladom všestrannosti kryptografie s verejným kľúčom. V RSA sa bezpečnosť systému spolieha na výpočtovú náročnosť faktorizácie veľkých celých čísel. Verejný kľúč, ktorý je sprístupnený komukoľvek, pozostáva z dvoch komponentov: modulu (n) a verejného exponentu (e). Súkromný kľúč, ktorý pozná iba príjemca, obsahuje modul (n) a súkromný exponent (d). Využitím vlastností modulárnej aritmetiky a teórie čísel umožňuje RSA bezpečnú komunikáciu cez nezabezpečené kanály.
Okrem distribúcie kľúčov slúži kryptografia s verejným kľúčom niekoľkým ďalším základným účelom v kybernetickej bezpečnosti. Digitálne podpisy sú napríklad kľúčovou aplikáciou kryptografie s verejným kľúčom, ktorá umožňuje subjektom overiť integritu a pôvod digitálnych správ. Podpísaním správy pomocou svojho súkromného kľúča môže odosielateľ poskytnúť nevyvrátiteľný dôkaz o autorstve, nepopierateľnosti a integrite údajov. Príjemca môže overiť podpis pomocou verejného kľúča odosielateľa, čím sa uistí, že so správou počas prenosu nemanipulovali.
Okrem toho, kryptografia s verejným kľúčom hrá dôležitú úlohu v protokoloch výmeny kľúčov, ako je výmena kľúčov Diffie-Hellman. Tento protokol umožňuje dvom stranám vytvoriť zdieľaný tajný kľúč cez nezabezpečený kanál bez potreby vopred zdieľaných kľúčov. Využitím vlastností modulárneho umocňovania Diffie-Hellman zaisťuje, že aj keď odposluch zachytí komunikáciu, nemôže odvodiť zdieľaný kľúč bez vyriešenia výpočtovo náročného problému.
Okrem bezpečnej komunikácie a výmeny kľúčov podporuje kryptografia s verejným kľúčom rôzne ďalšie mechanizmy kybernetickej bezpečnosti, vrátane digitálnych certifikátov, protokolov SSL (Secure Socket Layer) a SSH (Secure Shell). Tieto aplikácie demonštrujú všestrannosť a dôležitosť kryptografie s verejným kľúčom v moderných postupoch kybernetickej bezpečnosti.
Zatiaľ čo distribúcia kľúčov je významnou výzvou v klasickej kryptografii, kryptografia s verejným kľúčom ponúka komplexnejšie riešenie, ktoré presahuje tento špecifický problém. Tým, že umožňuje zabezpečenú komunikáciu, digitálne podpisy, výmenu kľúčov a celý rad ďalších aplikácií kybernetickej bezpečnosti, zohráva kryptografia s verejným kľúčom kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní dôvernosti, integrity a autentickosti digitálnych informácií.
Ďalšie nedávne otázky a odpovede týkajúce sa Základy klasickej kryptografie EITC/IS/CCF:
- Implementuje systém GSM svoju prúdovú šifru pomocou posuvných registrov lineárnej spätnej väzby?
- Vyhrala Rijndaelova šifra súťažnú výzvu NIST, aby sa stala kryptosystémom AES?
- Čo je to útok hrubou silou?
- Môžeme povedať, koľko neredukovateľných polynómov existuje pre GF(2^m)?
- Môžu dva rôzne vstupy x1, x2 produkovať rovnaký výstup y v štandarde šifrovania údajov (DES)?
- Prečo v FF GF(8) samotný ireducibilný polynóm nepatrí do rovnakého poľa?
- Existuje záruka, že vo fáze S-boxov v DES, keďže zmenšujeme fragment správy o 50%, nestratíme dáta a správa zostane obnoviteľná/dešifrovateľná?
- Je možné pri útoku na jeden LFSR naraziť na kombináciu šifrovanej a dešifrovanej časti prenosu dĺžky 2m, z ktorej nie je možné zostaviť riešiteľný systém lineárnych rovníc?
- V prípade útoku na jeden LFSR, ak útočníci zachytia 2m bitov od stredu prenosu (správy), môžu ešte vypočítať konfiguráciu LSFR (hodnoty p) a môžu dešifrovať v spätnom smere?
- Ako skutočne náhodné sú TRNG založené na náhodných fyzikálnych procesoch?
Pozrite si ďalšie otázky a odpovede v EITC/IS/CCF Classical Cryptography Fundamentals