Концепция криптосистемы с открытым ключом

Эффективными системами криптографической защиты данных являются асимметричные криптосистемы, называемые также криптосистемами с открытым ключом. В таких системах для шифрования данных используется один ключ, а для расшифрования другой (отсюда и название – асимметричные). Первый ключ является открытым и может быть опубликован для использования всеми пользователями системы, которые шифруют данные. Расшифрование данных с помощью открытого ключа невозможно. Для расшифрования данных получатель зашифрованной информации использует второй ключ, который является секретным. Разумеется, ключ расшифрования не может быть определен из ключа шифрования.

Обобщенная схема асимметричной криптосистемы с открытым ключом показана на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Обобщенная схема асимметричной криптосистемы с открытым ключом

В этой криптосистеме применяют два различных ключа: К₀ – открытый ключ отправителя А; К_с – секретный ключ получателя В. Генератор ключа целесообразно располагать на стороне получателя В (чтобы не пересылать секретный ключ по незащищенному каналу). Значения ключей К₀, К_с – зависят от начального состояния генератора ключей.

Раскрытие секретного ключа К_с по известному ключу К₀ должно быть вычислительно неразрешимой задачей.

Характерные особенности асимметричных криптосистем:

– открытый ключ К₀ и криптограмма С могут быть отправлены по незащищенному каналу, т.е. могут быть известны противнику.

– алгоритмы шифрования и расшифрования являются открытыми.

– защита информации в асимметричной криптосистеме основана на секретности ключа К_с.

У. Диффи и М. Хелман сформулировали требования, выполнение которых обеспечивает безопасность асимметричной криптосистемы:

– вычисление пары ключей (К₀, К_с) получателем В на основе начального условия должно быть простым.

– отправитель А, зная открытый ключ К₀ и сообщение М, может легко вычислить криптограмму .

– получатель В, используя секретный ключ К_с и криптограмму С, может легко восстановить исходное сообщение .

– противник, зная открытый ключ К_с, при попытке вычислить секретный ключ К_с наталкивается на непреодолимую вычислительную проблему.

– противник, зная пару (К₀, С), при попытке вычислить исходное сообщение М, наталкивается на непреодолимую вычислительную проблему.