Қауіпсіз деректерді тарату арналары және криптография
Secure channel
Қауіпсіз арналар: деректерді ұйып тыңдаудан және бұрмалаудан қорғау. Конфиденциалды, аутентификацияланған және қауіпсіз байланыс түрлері туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Microsoft Windows API
Тыңдауға қарсы тұратын деректерді беру тәсілі
the Microsoft Windows API
A means of data transmission that is resistant to overhearing
Криптографияда, қауіпсіз арна – тыңдау мен бұрмалауға төзімді деректерді беру тәсілі. Құпия арна – деректерді тыңдау немесе құлақтандыру (мысалы, мазмұнын оқу) үшін жарамды, бірақ міндетті түрде бұрмалауға (яғни мазмұнын өңдеуге) қарсы тұра бермейтін деректерді беру тәсілі. Расту арнасы – деректерді бұрмалауға қарсы тұратын, бірақ тыңдауға міндетті түрде қарсы тұра бермейтін деректерді беру тәсілі. Қауіпсіз арнадан өзгеше, қауіпсіз емес арна шифрланбаған және тыңдау мен бұрмалауға ұшырауы мүмкін. Егер берілетін мазмұн жіберілгенге дейін шифрланса, қауіпсіз емес арна арқылы қауіпсіз байланыс мүмкін.
In cryptography, a secure channel is a means of data transmission that is resistant to overhearing and tampering. A confidential channel is a means of data transmission that is resistant to overhearing, or eavesdropping (e. g., reading the content), but not necessarily resistant to tampering (i. e., manipulating the content). An authentic channel is a means of data transmission that is resistant to tampering but not necessarily resistant to overhearing. In contrast to a secure channel, an insecure channel is unencrypted and may be subject to eavesdropping and tampering. Secure communications are possible over an insecure channel if the content to be communicated is encrypted prior to transmission.
Нақты әлемдегі қауіпсіз арналар
Нағыз әлемде толыққанды қауіпсіз арналар жоқ. Бар болғаны, қауіпсіз емес арналарды (мысалы, курьерлер, жабдырылған мысықтар, дипломатиялық сөмкелер және т.б.) аздап қауіпсіз етудің жолдары бар: курьердің білегі мен портфель арасына құлып салу, адалдыққа тексеру, қауіпсіздікке бақылау, курьерлерге қару беру, дипломатиялық сөмкелерге дипломатиялық иммунитет беру және т.б. 1976 жылы екі зерттеуші кілт алмасу әдісін ұсынды (қазір олардың атымен аталады) – Диффи–Хеллман кілт алмасу (D H). Бұл протокол екі тарапқа белгілі бір математикалық мәселені (мысалы, олардың ұсынысындағы Диффи–Хеллман мәселесі) есептеу арқылы шешу мүмкін болмайтын (яғни, өте қиын) және екі тараптың сенімді арнаға қол жеткізімі бар деген шартпен, тек оларға ғана белгілі кілт жасауға мүмкіндік береді. Қысқасы, екі тарап алмасып алған барлық хабарламаларды тыңдай алатын, бірақ оларды өзгерте алмайтын, дәстүрлі түрде «Ева» деп аталатын тыңшы, алмасылған кілтті білмейді. Мұндай кілт алмасу симметриялық шифрларға негізделген бұрынғы белгілі криптографиялық схемалармен мүмкін емес еді, себебі осы схемалармен екі тараптың алдымен құпия кілт алмасуы қажет, демек, сол кезде оларға құпия арна қажет болар еді, ал біз осыны құруға тырысып жатырмыз. Кілттер қауіпсіз алмастырылмаса немесе, егер олар қауіпсіз алмастырылған болса да, басқа жолмен белгілі болып кетсе (мысалы, қарақшылық немесе қорқыту) көптеген криптографиялық әдістердің оңай бұзылатынын атап өту маңызды. Егер кілттерді қауіпсіз алмастыру үшін қауіпсіз емес арнаны пайдалануға болады және қарақшылық, пара беру немесе қорқыту болмаса, шын мәнінде қауіпсіз арна қажет емес. Мәңгілік мәселе болды және қазіргі заманғы кілт алмасу протоколдарымен де солай болып қалады – қауіпсіз емес арна қауіпсіз жұмыс істеді ме (немесе, мүмкін, одан да маңыздысы, жұмыс істемеді ме) және біреуге пара берілді ме, қорқытылды ма, әлде кілт туралы ақпарат бар дәптер (немесе ноутбук) жоғалды ма, білу қалай? Бұл нағыз әлемде қиын мәселелер және ешқандай шешімі белгілі емес – тек уақытша шаралар, импровизация және басқаша жолдар ғана бар.
There are no perfectly secure channels in the real world. There are, at best, only ways to make insecure channels (e. g., couriers, homing pigeons, diplomatic bags, etc.) less insecure: padlocks (between courier wrists and a briefcase), loyalty tests, security investigations, and guns for courier personnel, diplomatic immunity for diplomatic bags, and so forth. In 1976, two researchers proposed a key exchange technique (now named after them)—Diffie–Hellman key exchange (D H). This protocol allows two parties to generate a key only known to them, under the assumption that a certain mathematical problem (e. g., the Diffie–Hellman problem in their proposal) is computationally infeasible (i. e., very very hard) to solve, and that the two parties have access to an authentic channel. In short, that an eavesdropper—conventionally termed 'Eve', who can listen to all messages exchanged by the two parties, but who can not modify the messages—will not learn the exchanged key. Such a key exchange was impossible with any previously known cryptographic schemes based on symmetric ciphers, because with these schemes it is necessary that the two parties exchange a secret key at some prior time, hence they require a confidential channel at that time which is just what we are attempting to build. It is important to note that most cryptographic techniques are trivially breakable if keys are not exchanged securely or, if they actually were so exchanged, if those keys become known in some other way— burglary or extortion, for instance. An actually secure channel will not be required if an insecure channel can be used to securely exchange keys, and if burglary, bribery, or threat aren't used. The eternal problem has been and of course remains—even with modern key exchange protocols—how to know when an insecure channel worked securely (or alternatively, and perhaps more importantly, when it did not), and whether anyone has actually been bribed or threatened or simply lost a notebook (or a notebook computer) with key information in it. These are hard problems in the real world and no solutions are known—only expedients, jury rigs, and workarounds.
Болашақтағы мүмкіндіктер
Зерттеушілер қауіпсіз канал құру мақсатында кванттық криптографияны ұсынды және оның мүмкіндігін көрсетті. Оның жұмыс істеуі үшін қажетті ерекше жағдайлар, шулы, лас және кемшіліктері бар нақты әлемде тиімді болатыны әлі анық емес, өйткені көптеген нәрселер осындай жағдайда жұмыс істеуге талап қояды. Бүгінгі күнге дейін, осы техниканы іске асыру өте нәзік және қымбатқа соқты, оның қолданылуын тек арнайы мақсаттағы салалармен шектейді. Бұған қоса, кванттық криптографиялық құралдар құрастырылған оптикалық компоненттердегі нақты іске асырулар мен кемшіліктерге байланысты шабуылдарға ұшырауы мүмкін. Классикалық криптографиялық алгоритмдерді іске асыру жылдар бойы жаһандық деңгейде зерделенді, бірақ 2014 жылға дейін кеңінен қолданылмағандықтан, кванттық криптожүйелердің қазіргі заманғы іске асырылуының қауіпсіздігін бағалауға бағытталған зерттеулер шектеулі көлемде ғана жүргізілді.
Researchers have proposed and demonstrated quantum cryptography in order to create a secure channel. It is not clear whether the special conditions under which it can be made to work are practical in the real world of noise, dirt, and imperfection in which most everything is required to function. Thus far, actual implementation of the technique is exquisitely finicky and expensive, limiting it to very special purpose applications. It may also be vulnerable to attacks specific to particular implementations and imperfections in the optical components of which the quantum cryptographic equipment is built. While implementations of classical cryptographic algorithms have received worldwide scrutiny over the years, only a limited amount of public research has been done to assess security of the present day implementations of quantum cryptosystems, mostly because they are not in widespread use as of 2014.
Қауіпсіз арнаны модельдеу
Қауіпсіз арнаның қауіпсіздік анықтамалары оның қасиеттерін нақты іске асырылуына тәуелсіз модельдеуге тырысады. Қауіпсіз арнаны жобалау алдында және криптографиялық протоколда оны қолданудың тиімділігін бағалау алдында осы қасиеттерді жақсы түсіну қажет. Бұл – растамалы қауіпсіздік тақырыбы. Кез келген қауіпсіз шифрлау протоколында қолданылғанда да қауіпсіздігін сақтайтын қауіпсіз арнаның анықтамасы – жалпы құрастырылатын криптографияның маңызды құрылыс бөлігі. Цифрлік қолтаңбалар мен ашық кілт инфрақұрылымын пайдаланып, жалпы құрастырылатын аутентификацияланған арнаны құруға болады. Гибридтік шифрлау мен ашық кілт инфрақұрылымына негізделген есептеу қиындықтары тұрғысынан қарағанда, жалпы құрастырылатын құпия арналардың бар екені белгілі.
Security definitions for a secure channel try to model its properties independently from its concrete instantiation. A good understanding of these properties is needed before designing a secure channel, and before being able to assess its appropriateness of employment in a cryptographic protocol. This is a topic of provable security. A definition of a secure channel that remains secure, even when used in arbitrary cryptographic protocols is an important building block for universally composable cryptography. A universally composable authenticated channel can be built using digital signatures and a public key infrastructure. Universally composable confidential channels are known to exist under computational hardness assumptions based on hybrid encryption and a public key infrastructure.