Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Криптографиялық әдіс, фильм
Cryptographic method
the film
Кілт алмасу (немесе кілт құру) – криптографияда екі тарап арасында криптографиялық кілттерді алмасу арқылы криптографиялық алгоритмді пайдалануға мүмкіндік беретін әдіс. Егер жіберуші мен қабылдаушы шифрланған хабарлама алмасуды қаласа, олардың әрқайсысы жіберілген хабарламаларды шифрлауға және алынған хабарламаларды дешифрлеуге қабілетті болуы керек. Оларға қажетті құрал-жабдықтар қолданылатын шифрлау техникасына байланысты. Егер олар кодты қолданса, екеуіне де бірдей код кітабының көшірмесі қажет. Егер олар шифр қолданса, оларға тиісті кілттер керек болады. Егер шифр симметриялық кілтті шифр болса, екеуіне де бірдей кілттің көшірмесі қажет. Егер ол ашық/жеке кілт қасиеттеріне ие асимметриялық кілтті шифр болса, екеуіне де екінші тараптың ашық кілті қажет болады.
Key exchange (also key establishment) is a method in cryptography by which cryptographic keys are exchanged between two parties, allowing use of a cryptographic algorithm. If the sender and receiver wish to exchange encrypted messages, each must be equipped to encrypt messages to be sent and decrypt messages received. The nature of the equipping they require depends on the encryption technique they might use. If they use a code, both will require a copy of the same codebook. If they use a cipher, they will need appropriate keys. If the cipher is a symmetric key cipher, both will need a copy of the same key. If it is an asymmetric key cipher with the public/private key property, both will need the other's public key.
Айырбастау арнасы
Кілт алмасу жолақты немесе жолақтан тыс жасалады.
Key exchange is done either in band or out of band.
Кілттерді алмастыру мәселесі
Кілтті алмасу мәселесі – ешкімнің көшірмесін алуы мүмкін болмайтын қауіпсіз байланыс арнасын құру үшін қажетті кілттерді немесе басқа да ақпаратты алмасу тәсілдерін сипаттайды. Тарихи тұрғыдан алғанда, ашық кілт криптографиясы (асимметриялық криптография) ойлап табылғанға дейін симметриялық кілт криптографиясы хабарламаларды шифрлау және оларды ашу үшін бір кілтті пайдаланған. Екі тараптың құпиялы түрде байланысуы үшін, олар ең алдымен құпия кілтті алмасуы керек, сонда әр тарап хабарламаларды жібермес бұрын шифрлай алады және алғандарын аша алады. Осы процеске кілтті алмасу дейді. Симметриялық немесе бір кілтті криптографияның басты мәселесі – құпия кілтті сенімді курьерлер, дипломатиялық сөмкелер немесе басқа да қауіпсіз байланыс арналары арқылы жеткізу қажеттігінде. Егер екі тарап бастапқы кілтті алмасуды қамтамасыз ете алмаса, олар үшінші тарап кілтті алған жағдайда хабарламалар ұрланып, ашылуы мүмкін болғандықтан, қауіпсіз байланыс құра алмайды. Ашық кілт криптографиясы екі кілтті жүйені қолданады: ашық және жеке кілттер. Хабарламалар бір кілтпен шифрланады, ал екіншісімен ашылады. Қай кілтті – ашық немесе жеке – шифрлауға, ал қайсысын ашуға қолдану криптографиялық алгоритмге байланысты. Мысалы, RSA-да жеке кілт хабарламаларды ашу үшін қолданылады, ал Цифрлік қол қою алгоритмінде (DSA) жеке кілт оларды растау үшін қолданылады. Ашық кілтті қауіпсіз емес арналар арқылы жіберуге немесе көпшілікпен бөлісуге болады, ал жеке кілт тек оның иесіне ғана қолжетімді. Диффи-Хеллман кілт алмасуы деп аталатын әдіс бойынша, шифрлау кілті ашық түрде хабарласуы мүмкін, себебі ол шифрланған хабарламалардың құпиялылығына қауіп төндірмейді. Бір тарап кілттерді екінші тарапқа алмастырады, содан кейін олар кілтті пайдаланып хабарламаларды шифрлай алады және шифрланған мәтінді қайта жібере алады. Осы хабарламаны тек ашу кілті ғана – яғни, жеке кілт – аша алады. Диффи-Хеллман кілт алмасу кезінде симметриялық кілт алмасудан айырмашылығы, ешқандай құпия ақпараттың құпиялылығы бұзылу қаупі жоқ.
The key exchange problem describes ways to exchange whatever keys or other information are needed for establishing a secure communication channel so that no one else can obtain a copy. Historically, before the invention of public key cryptography (asymmetrical cryptography), symmetric key cryptography utilized a single key to encrypt and decrypt messages. For two parties to communicate confidentially, they must first exchange the secret key so that each party is able to encrypt messages before sending, and decrypt received ones. This process is known as the key exchange. The overarching problem with symmetrical cryptography, or single key cryptography, is that it requires a secret key to be communicated through trusted couriers, diplomatic bags, or any other secure communication channel. If two parties cannot establish a secure initial key exchange, they won't be able to communicate securely without the risk of messages being intercepted and decrypted by a third party who acquired the key during the initial key exchange. Public key cryptography uses a two key system, consisting of the public and the private keys, where messages are encrypted with one key and decrypted with another. It depends on the selected cryptographic algorithm which key—public or private—is used for encrypting messages, and which for decrypting. For example, in RSA, the private key is used for decrypting messages, while in the Digital Signature Algorithm (DSA), the private key is used for authenticating them. The public key can be sent over non secure channels or shared in public; the private key is only available to its owner. Known as the Diffie Hellman key exchange, the encryption key can be openly communicated as it poses no risk to the confidentiality of encrypted messages. One party exchanges the keys to another party where they can then encrypt messages using the key and send back the cipher text. Only the decryption key—in this case, it's the private key—can decrypt that message. At no time during the Diffie Hellman key exchange is any sensitive information at risk of compromise, as opposed to symmetrical key exchange.
Сәйкестендіру
Негізінде, қалған жалғыз мәселе – ашық кілттің нақты иесіне тиесілі екеніне көз жеткізу (немесе кемінде сенімді болу) еді. Өйткені, басқа біреудің жеке басын түрлі жолдармен "қалтаға салу" мүмкін болғандықтан, бұл оңай шешілмейтін, айқын мәселе, әсіресе егер екі қолданушы бұрын таныспаған және бір-бірі туралы ештеңе білмесе.
In principle, the only remaining problem was to be sure (or at least confident) that a public key actually belonged to its supposed owner. Because it is possible to 'spoof' another's identity in any of several ways, this is not a trivial or easily solved problem, particularly when the two users involved have never met and know nothing about each other.
DiffieHellman кілтті алмасу
1976 жылы Уитфилд Диффи мен Мартин Хеллман, Хеллманның докторанты Ральф Меркл еңбектеріне негізделген, Диффи–Хеллман кілт алмасуы (ДХ) деп аталатын криптографиялық протоколды жариялады. Бұл протокол пайдаланушыларға қарсылас байланыс арнасын бақылап тұрған жағдайда да құпия кілттерді қауіпсіз алмасуға мүмкіндік береді. Дегенмен, ДХ кілт алмасу протоколы өзіндік аутентификацияны (яғни байланыс арнасының екінші жағындағы адамның немесе "бірліктің" нақты кім екеніне көз жеткізу мәселесін) шешпейді. Аутентификация, қарсылас байланыс арнасы бойынша хабарларды бақылап қана қоймай, өзгерте де алғанда (әрі қарай «ортадағы адам» немесе MITM шабуылдары деп аталады) аса маңызды болып табылады және бұл мәселе мақаланың төртінші бөлімінде қарастырылған.
In 1976, Whitfield Diffie and Martin Hellman published a cryptographic protocol called the Diffie–Hellman key exchange (D–H) based on concepts developed by Hellman's PhD student Ralph Merkle. The protocol enables users to securely exchange secret keys even if an opponent is monitoring that communication channel. The D–H key exchange protocol, however, does not by itself address authentication (i. e. the problem of being sure of the actual identity of the person or 'entity' at the other end of the communication channel). Authentication is crucial when an opponent can both monitor and alter messages within the communication channel (AKA man in the middle or MITM attacks) and was addressed in the fourth section of the paper.
Қоғамдық кілт инфрақұрылымы
Жеке басын растау мәселесін шешу үшін ашық кілт инфрақұрылымдары (PKI) ұсынылған. Олардың ең көп таралған нұсқасында, әрбір пайдаланушы барлық тараптарға сенімді "сертификаттаушы органға" (CA) цифрлық сертификат алу үшін жүгінеді, ол басқа пайдаланушылар үшін жеке бастың өзгертпейтін аутентификациясы қызметін атқарады. Инфрақұрылым CA-ның өзі бұзылмаса, қауіпсіз. Егер бұзылса, көптеген PKI сертификаттарды жоюға мүмкіндік береді, сонда басқа пайдаланушылар оларға сенбейді. Жоюға жатқан сертификаттар әдетте кез келген сертификатпен салыстыруға болатын сертификаттарды жою тізіміне енгізіледі. Бірнеше ел және басқа да юрисдикциялар осы цифрлық сертификаттарға (шамалы немесе көп) құқықтық күш беру арқылы PKI-ді қолдау мақсатында заңдар қабылдады немесе ережелер шығарды (цифрлық қолтаңбаны қараңыз). Көптеген коммерциялық фирмалар, сондай-ақ бірнеше мемлекеттік мекемелер мұндай сертификаттаушы органдарды құрды. Бірақ бұл мәселені шешпейді, себебі CA-ның сенімділігі әлі де ешбір жеке тұлға үшін кепілдік берілмейді. Бұл – авторитетке сүйену қателігінің бір түрі. Нақты сенімділік үшін сертификаттың CA-ға тиесілі екенін жеке тексеру және CA-ға сенім білдіру қажет. Бұл көбінесе мүмкін емес. Авторитарлық үкіметтер «ұлттық CA» деп аталатын, олардың сертификаттары азаматтардың құрылғыларына міндетті түрде орнатылатын және орнатылғаннан кейін сенімді болған соң, шифрланған интернет-трафикті бақылау, ұстап алу, өзгерту немесе тоқтату үшін пайдаланылатын сертификаттарды құруды ұсынған жағдайлар болды. Мұндай нәрселерге жаңа кіріскендер үшін, мұндай шараларды «осы ашық кілт осы пайдаланушыға тиесілі» деген электрондық нотариустың куәландыруы ретінде қарастырған жөн. Нотариустың куәландыруы сияқты, мұндай растауларда да қателіктер немесе түсініспеушіліктер болуы мүмкін. Сонымен қатар, нотариусқа да сенімсіздік білдіруге болады. Сертификаттаушы органдардың бірнеше жоғары деңгейдегі сәтсіздіктері болды.
Public key infrastructures (PKIs) have been proposed as a workaround for the problem of identity authentication. In their most usual implementation, each user applies to a “certificate authority” (CA), trusted by all parties, for a digital certificate which serves for other users as a non tamperable authentication of identity. The infrastructure is safe, unless the CA itself is compromised. In case it is, though, many PKIs provide a way to revoke certificates so other users will not trust them. Revoked certificates are usually put in certificate revocation lists which any certificate can be matched against. Several countries and other jurisdictions have passed legislation or issued regulations encouraging PKIs by giving (more or less) legal effect to these digital certificates (see digital signature). Many commercial firms, as well as a few government departments, have established such certificate authorities. This does nothing to solve the problem though, as the trustworthiness of the CA itself is still not guaranteed for any particular individual. It is a form of argument from authority fallacy. For actual trustworthiness, personal verification that the certificate belongs to the CA and establishment of trust in the CA are required. This is usually not possible. There are known cases where authoritarian governments proposed establishing so called “national CAs” whose certificates would be mandatory to install on citizens’ devices and, once installed and trusted, could be used for monitoring, intercepting, modifying, or blocking the encrypted internet traffic. For those new to such things, these arrangements are best thought of as electronic notary endorsements that “this public key belongs to this user”. As with notary endorsements, there can be mistakes or misunderstandings in such vouchings. Additionally, the notary itself can be untrusted. There have been several high profile public failures by assorted certificate authorities.
Сенім желісі
Тұжырымдамалық диапазонның екінші шетінде орталық сертификаттаушы органдарды толығымен жоққа шығаратын сенім желісі жүйесі бар. Әрбір пайдаланушы басқа пайдаланушыдан сертификат алғаннан кейін ғана осы сертификатты сол пайдаланушымен байланыс үшін қолдануға жауапты. PGP және GPG (OpenPGP интернет стандартының іске асырылуы) осындай сенім желісі механизмін қолданады.
At the other end of the conceptual range is the web of trust system, which avoids central Certificate Authorities entirely. Each user is responsible for getting a certificate from another user before using that certificate to communicate with the user. PGP and GPG (an implementation of the OpenPGP Internet Standard) employ just such a web of trust mechanism.
Парольмен куәландырылған кілт келісім
Парольмен куәландырылған кілт келісім алгоритмдері пайдаланушының паролін пайдаланып криптографиялық кілт алмасуды жүзеге асыра алады.
Password authenticated key agreement algorithms can perform a cryptographic key exchange utilizing knowledge of a user's password.
Кванттық кілт алмасу
Кванттық кілт тарату кванттық физиканың белгілі бір қасиеттерін пайдаланып, қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Ол кванттық күйді бақылау (немесе өлшеу) осы күйде өзгерістер тудырады деген фактіге сүйенеді. Көптеген жүйелерде бұл өзгерістер қабылдаушы тарапқа шу ретінде көрінеді, бұл үшінші тұлғаның араласуын анықтауға мүмкіндік береді. Кванттық механиканың дұрыстығы мен толықтығынан өзге, протокол Алиса мен Боб арасында расталған байланыс арнасының болуын талап етеді.
Quantum key distribution exploits certain properties of quantum physics to ensure its security. It relies on the fact that observations (or measurements) of a quantum state introduces perturbations in that state. Over many systems, these perturbations are detectable as noise by the receiver, making it possible to detect man in the middle attacks. Beside the correctness and completeness of quantum mechanics, the protocol assumes the availability of an authenticated channel between Alice and Bob.