Криптография

Редактировал(а) Alexandr Fokin 2023/03/20 12:57
  
Шифр, шифрование, алгоритмы шифрования.
  • Шифр - данные над которыми было произведено шифрование, результат.
  • Шифрование - процесс, получающий на вход некие данные и ключ и возвращающий в результате шифр.
    Данные - Шифрование -> Шифр
  • Расшифровка - процесс, обратный шифрованию, принимающий на вход шифр и ключ и возвращающий данные.
    Шифр - Расшифровка -> Данные
  • Алгоритмы шифрования - конкретные реализации алгоритмов для выполнения шифрования.
Хеш, хеширование, алгоритмы хеширования.

Шифр предполагает возможность расшифровки, в свою очередь хеширование работает только в одну сторону данные -> хеш.
При этом восстановление исходных данных на основании хеша не предполагается.

Дополнение: обычно размер хеша является константным и не зависит от размера входных данных.

  
КатегорияОписаниеИспользованиеАлгоритм
Симметричное шифрование

Используется 1 общий ключ для шифрования и расшифровки.

EncryptedData Encrypt(
  data,
  key
)
Data Decipher(
  encryptedData, key
)
Обычное, классическое шифрование.DES, TripleDES,
Rijndael AES,
RC2,
Blowfish
Ассиметричное шифрование.

Шифрование с открытым ключом.

Используется 2 ключа (открытый и закрытый), таким образом, что информация, зашифрованная одним из ключей, может быть расшифрована только с помощью второго.

Обычно уступают в скорости и криптостойкости симметричным алгоритмам.

EncryptedData Encrypt(
  data,
  privateKey
)
Data DecipherData(
  encryptedData,
  publicKey
)

EncryptedData Encrypt(
  data,
  publicKey
)
Data DecipherData(
  encryptedData,
  privateKey
)
  • Можно выдать клиенту открытый ключ. Клиент зашифрует данные перед передачей нам, прочитать их сможем только мы с помощью закрытого ключа.
  • Можно зашифровать некоторые данные закрытым ключом, выдать клиентам публичный ключ для доступа только на чтение.

Понятие односторонняя функция с черным ходом.

Необходимо наличие доверенного центра сертификаций.
Центр выполняет роль хранилища открытых ключей в привязке к конкретному лицу.

Центр может сгенерировать цифровой сертификат, содержащий открытый ключ клиента, и подписанный собственным закрытым ключом центра.

RSA,
ElGamal
Криптографический протокол
Некоторое соглашение о формате, обмена данных между сторонами. Может включать в себя совокупность разных алгоритмов шифрования.

Установление шифрованной сессии между двумя сторонами:

  1. Стороны используют ассиметричное шифрования для обмена ключами симметричного шифрования
  2. Ключи симметричного шифрования используются в рамках сессии для шифрования сообщений

 

SSL,
IPSEC,
S/MIME,
PGP

Хеш

Криптографический хеш (отдельно)

 

Hash Hash(
  data
)

Хеш-функция
https://ru.wikipedia.org/wiki/Хеш-функция

Криптографическая хеш функция обладает рядом свойств, относительно обычной хеш функции.

MD5,
SHA,
bcrypt

Хеш с ключом.

MAC (Message authentication code)

Имитовставка (Имитозащитная вставка)

В некотором смысле: Хеш + Симметричное шифрование.

Используется 1 общий ключ для хеширования.

В криптографии, один из механизмов проверки целостности информации, позволяющий гарантировать то, что данные не были изменены.

Hash Hash(
  data,
  key
)
  1. Отправитель и получатель договариваются об общем ключе.
  2. Отправитель создает сообщение, создание хеш с ключем на основе сообщения и общего ключа.
    Отправитель отправляет получателю данные сообщения и хеша.
  3. Получатель со своей стороны также рассчитывает хеш с ключем на основе полученного тексте и общего ключа.
  4. Получатель сравнивает рассчитанный и полученный хеши.
    Получатель проверяет целостность сообщения, а также отправителя.

Возможные проблемы: общий ключ несет за собой такой момент, что получатель самостоятельно может формировать сообщения по той-же логике и в некоторых случаях потделывать исходного отправителя.

HMAC
Цифровая подпись

В некотором смысле: Хеш + Ассиметричное шифрование.

SignedHash SignData(
  hash,
  privateKey,
  hashType
)
bool VerifySignedHash(
  signedHash,
  calculatedHash,
  publicKey,
  hashType
)

Подтверждение авторства/подлинности контента (эл. письма, программы ...).

Подписанное сообщение = сообщение + цифровая подпись (хеш, зашифрованный на основе асинхронного шифрования и приватного ключа) + публичный ключ.

  1. Потребитель проверяет публичный ключ у центра сертификаций.
  2. Потребитель расшифровывает приложенный хеш сообщения с помощью публичного ключа.
  3. Потребитель самостоятельно рассчитывает хеш сообщения.
  4. Потребитель сравнивает приложенный и рассчитанный хеши.
     
RSA,
DSA,
ElGamal

Внутренние ссылки:

Дочерние страницы:
Обратные ссылки:

No back links for this page!

Криптография и безопасность в технологии NET - Питер Торстейнсон & Гнана Арун Ганеш 

Теги: