Кіріспе
Шифрлық мәтінді шифрлеу немесе оны түсіндіру үшін қолданылады. Криптографиядағы кілт – әдетте файлда сақталатын сандар немесе әріптер тізбегі болған ақпараттың бір бөлігі. Ол криптографиялық алгоритм арқылы өңделгенде криптографиялық деректерді шифрлеуге немесе түсіндіруге мүмкіндік береді. Қолданылатын әдіске қарай кілттің көлемі мен түрі әртүрлі болуы мүмкін, бірақ қандай жағдайда болсын шифрлеудің қауіпсіздігі кілттің құпиялылығын сақтауға байланысты. Кілттің қауіпсіздік деңгейі оның алгоритміне, кілттің ұзындығына, кілтті жасау тәсіліне және кілт алмасу процесіне байланысты.
A key in cryptography is a piece of information, usually a string of numbers or letters that are stored in a file, which, when processed through a cryptographic algorithm, can encode or decode cryptographic data. Based on the used method, the key can be different sizes and varieties, but in all cases, the strength of the encryption relies on the security of the key being maintained. A key's security strength is dependent on its algorithm, the size of the key, the generation of the key, and the process of key exchange.
Қолданылу аясы
Кілт – ашық мәтінді шифрлы мәтінге түрлендіру үшін қолданылатын құрал. Кілттерді және шифрлауды қолданудың әртүрлі әдістері бар.
Симметриялық криптография
Симметриялық криптография – шифрлау және шифрды ашу үшін бірдей кілтті пайдалану тәсілі.
Асимметриялық криптография
Асимметриялық криптографияда шифрлау және шифрды ашу үшін бөлек кілттер қолданылады. Бұл кілттер сәйкесінше ашық және жеке кілттер деп аталады.
Мақсаты
Кілт жүйенің құпиялылығы мен толықтығын қорғайтындықтан, оны рұқсатсыз тұлғалардан жасыру өте маңызды. Ашық кілтті криптографияда тек жеке кілтті құпия ұстау жеткілікті, бірақ симметриялық криптографияда кілттің құпиялылығын сақтау қажет. Керкгофф принципі криптографиялық жүйенің қауіпсіздігінің кілттің құпиялылығына толығымен байланысты екенін көрсетеді.
Кілттің өлшемі
Кілттің өлшемі – алгоритммен анықталған кілттің бит саны. Бұл өлшем криптографиялық алгоритмнің қауіпсіздігінің ең жоғары шегін белгілейді. Кілттің көлемі неғұрлым үлкен болса, күшпен бұзу шабуылына кілттің бұзылуына дейін соғұрлым көп уақыт қажет болады. Кілт алгоритмдері үшін толық құпиялылыққа қол жеткізу мүмкін емес болғандықтан, қазіргі зерттеулер есептеу қауіпсіздігіне бағытталған. Бұрын кілттердің ұзындығы кемінде 40 бит болуы керек еді, бірақ технология дамыған сайын оларды бұзу жылдамдығы артты. Осыған жауап ретінде симметриялық кілттерге қойылатын талаптар күшейтілді, олардың көлемі ұлғайтылды. Қазіргі уақытта 2048 биттік RSA жиі қолданылады, бұл қазіргі жүйелер үшін жеткілікті. Дегенмен, қазіргі кілт өлшемдерінің барлығын қуатты кванттық компьютермен тез бұзуға болады. Ашық кілт криптографиясында қолданылатын кілттердің математикалық құрылымы бар. Мысалы, RSA жүйесінде қолданылатын ашық кілттер екі жай санның көбейтіндісі болып табылады. Сондықтан, ашық кілт жүйелеріне қауіпсіздіктің тең деңгейін қамтамасыз ету үшін симметриялық жүйелерге қарағанда ұзын кілттер қажет. 128 биттік симметриялық шифрмен тең қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз етуді мақсат ететін факторлау және бүтін сандық дискретті логарифмдерге негізделген жүйелер үшін ұсынылатын кілт ұзындығы – 3072 бит.
Кілтті жасау
Кілтті болжаудың алдын алу үшін кілттер кездейсоқ түрде жасалуы және жеткілікті энтропияға ие болуы керек. Кездейсоқ кілттерді қауіпсіз түрде қалай жасау мәселесі қиын және әртүрлі криптографиялық жүйелер оны әртүрлі жолдармен шешіп келді. Кілтті тікелей кездейсоқ бит генераторының (RBG) нәтижесін пайдалану арқылы жасауға болады, ол болжау мүмкін емес және бұрмаланбаған биттер тізбегін жасайтын жүйе. RBG симметриялық кілтті немесе асимметриялық кілт жұбын жасау үшін қажетті кездейсоқ мәліметтерді тікелей өндіруге қолданылуы мүмкін. Басқаша айтқанда, кілт кілт келісімі кезінде басқа кілттен немесе құпия сөзден туындауы мүмкін. Кейбір операциялық жүйелерде дискінің басының қозғалысы сияқты болжауға келмейтін операциялардың уақытын пайдаланып энтропияны "жинау" құралдары бар. Шамалы көлемдегі кілттік материалдарды өндіру үшін қарапайым ойыншық текшелер жоғары сапалы кездейсоқтықтың жақсы көзі болып табылады.
Орналасу жүйесі
Кілттің қауіпсіздігі тараптардың арасында кілтті қалай алмасуына байланысты. Сыртқы тұлғалар кілтті қолға түсірмеуі үшін, қауіпсіз байланыс арнасын орнату қажет. Кілтті құру схемасы (немесе кілт алмасу) бірліктер арасында шифрлау кілтін беру үшін қолданылады. Кілтті келісу және кілтті тасымалдау – бұл кілт алмасу схемасының екі түрі, олар бірліктер арасында қашықтан алмасу үшін пайдаланылады. Кілтті келісу схемасында, жөнелтуші мен алушы арасында ақпаратты шифрлау және шифрлау үшін қолданылатын құпия кілт, тікелей жіберілмей, жанама жолмен құрылады. Барлық тараптар құпия кілт материалына қол жеткізуге мүмкіндік беретін ақпаратты (ортақ құпияны) алмасады. Кілтті тасымалдау схемасында жөнелтуші таңдаған шифрланған кілт материалы алушыға жіберіледі. Екі схемада да симметриялық немесе асимметриялық кілт техникаларын қолдануға болады. 1976 жылы Уитфилд Диффи мен Мартин Хеллман алғашқы ашық кілт алгоритмі болған Диффи-Хеллман алгоритмін жасады. Диффи-Хеллман кілт алмасу протоколы екі тарап арасында ортақ кілтті электронды түрде жасау арқылы, қауіпсіз емес арна арқылы кілт алмасуға мүмкіндік береді. Ал RSA – асимметриялық кілт жүйесінің бір түрі, ол үш қадамнан тұрады: кілтті жасау, шифрлау және шифрды ашу.
Кілт пен пароль
Пароль – бұл жеке тұлғаны тексеру үшін қолданылатын әріптер, сандар және басқа да арнайы символдардан тұратын жадта сақталынатын тізбек. Оны көбінесе пайдаланушы немесе парольді басқару бағдарламалық құралы жеке және құпия ақпаратты қорғау үшін немесе криптографиялық кілттерді жасау мақсатында қолданады. Парольдер көбінесе пайдаланушылардың есте сақтауы үшін жасалады және сөздіктегі сөздер сияқты кездейсоқ емес ақпаратты қамтуы мүмкін. Парольдің энтропиясы төмен, кездейсоқтығы жеткіліксіз және оны адам оқуға қабілетті болғандықтан криптографиялық кілтке қарағанда қауіпсіздігі төмен. Дегенмен, кейбір қолданбаларда, мысалы, сақтау құрылғыларындағы ақпаратты қорғауда пароль криптографиялық алгоритмге қолжетімді жалғыз құпия дерек болуы мүмкін. Сондықтан, кілт туындыру функциясы (KDF) деп аталатын детерминистік алгоритм парольдің нашарлығын толықтыру үшін қауіпсіз криптографиялық кілт материалы жасау үшін парольді пайдаланады. Мұндай материалды жасауда тұз қосу немесе кілтті созу сияқты әртүрлі әдістер қолданылуы мүмкін.