Кіріспе

Криптографияның бір саласы
Криптографиялық протокол – қауіпсіздікке қатысты функцияларды орындайтын және криптографиялық әдістерді, көбінесе криптографиялық примитивтердің тізбектері түрінде қолданатын абстрактілі немесе нақты протокол. Протокол алгоритмдерді қалай пайдалану керектігін сипаттайды және деректер құрылымы мен бейнелеуі туралы мәліметтерді қамтиды, соның арқасында оны бағдарламаның бірнеше, өзара сәйкес келетін нұсқаларын іске асыру үшін қолдануға болады. Криптографиялық протоколдар қауіпсіз қолданба деңгейіндегі деректерді тасымалдау үшін кеңінен қолданылады. Криптографиялық протокол әдетте төмендегі аспектілердің бірін қамтиды:

Кілт келісімі немесе орнату
Тұлғаны куәландыру
Симметриялық шифрлеу және хабарламаны куәландыру материалының құрылысы
Қауіпсіз қолданба деңгейіндегі деректерді тасымалдау
Жалғандаудан бас тарту әдістері
Құпияны бөлісу әдістері
Қауіпсіз көп тарапты есептеу

Мысалы, Транспорттық қабаттық қауіпсіздік (TLS) – веб-қосылыстарды (HTTPS) қамтамасыз ету үшін қолданылатын криптографиялық протокол. Ол X.509 жүйесіне негізделген тұлғаны куәландыру механизміне, ашық кілт криптографиясын қолдану арқылы симметриялық шифрлеу кілтін құрайтын кілт орнату кезеңіне және қолданба деңгейіндегі деректерді тасымалдау функциясына ие. Осы үш аспекті маңызды өзара байланыста болады. Стандартты TLS жалғандаудан бас тарту мүмкіндігін қамтамасыз етпейді. Криптографиялық протоколдардың басқа түрлері де бар, тіпті терминнің өзі әртүрлі түсіндірулерге ие; Криптографиялық қолданба протоколдары көбінесе бір немесе бірнеше негізгі кілт келісім әдістерін пайдаланады, олар кейде «криптографиялық протоколдар» деп те аталады. Мысалы, TLS Diffie–Hellman кілт алмасуын қолданады, ол TLS-тің бір бөлігі болса да, Diffie–Hellman басқа қолданбалар үшін дербес криптографиялық протокол ретінде қарастырылуы мүмкін.

Жоғары криптографиялық протоколдар

Шифрлау хаттамаларының кең ауқымы деректердің құпиялылығы, тұтастығы және аутентификациясының дәстүрлі мақсаттарынан асып, компьютерлік делдалдық ынтымақтастықтың басқа да қажетті сипаттамаларын қамтамасыз етеді. Жасырын қолтаңбалар цифрлық ақша және цифрлық куәліктер үшін қолданылады, олар бір адамның жеке басын немесе сол адам транзакция жасаған тараптарды ашпай, белгілі бір қасиетке немесе құқыққа ие екенін дәлелдеуге мүмкіндік береді. Қауіпсіз цифрлық уақыт таңбасы деректердің (құпия болса да) белгілі бір уақытта болғанын растау үшін қолданылады. Қауіпсіз көп тарапты есептеу құпия деректерге (мысалы, жеке ұсыныстарға) негізделген жауаптарды есептеуге мүмкіндік береді (мысалы, аукциондағы ең жоғары ұсынысты анықтау), сонда протокол аяқталған кезде қатысушылар тек өздерінің енгізгенін және жауабын ғана біледі. Толыққанды тексерілетін дауыс беру жүйелері электрондық дауыс беруді жүзеге асыру үшін қажетті құпиялылық және тексеру қасиеттерін ұсынады. Қарсылықсыз қолтаңбалар қол қойған адамға жасалған жалғандықты дәлелдеуге және қолтаңбаны тексеруге кімнің құқығы бар екенін шектеуге мүмкіндік беретін өзара әрекеттесетін хаттамаларды қамтиды. Жалғандауға келмейтін шифрлау стандартты шифрлауды күшейтеді, өйткені ол шабуылшыға қарапайым мәтіндік хабарламаның бар екенін математикалық тұрғыдан дәлелдеуге мүмкіндік бермейді. Цифрлық араластыру іздеуге қиын жасайтын байланыс құрады.

Абстрактілік хаттама ұғымы

Протоколды ресми түрде тексеру үшін, оны көбінесе абстракциялап, Alice & Bob нотациясымен үлгілендіреді. Мысалы:

Бұл Алисаның Бобқа ортақ кілтпен шифрланған хабарлама жіберу ниетін көрсетеді.