Nøgleudveksling - Key exchange

For filmen, se Key Exchange .
"Kex" omdirigerer her. For andre anvendelser, se KEX (disambiguation) og KEXS (disambiguation) .

Nøgleudveksling (også nøgletablering ) er en metode i kryptografi, ved hvilken kryptografiske nøgler udveksles mellem to parter, hvilket tillader brug af en kryptografisk algoritme .

Image
I nøgleudvekslingsordningen Diffie - Hellman genererer hver part et offentligt/privat nøglepar og distribuerer den offentlige nøgle. Efter at have fået en autentisk kopi af hinandens offentlige nøgler, kan Alice og Bob beregne en delt hemmelighed offline. Den delte hemmelighed kan f.eks. Bruges som nøglen til en symmetrisk chiffer .

Hvis afsender og modtager ønsker at udveksle krypterede meddelelser, skal hver enkelt være udstyret til at kryptere meddelelser, der skal sendes, og dekryptere meddelelser, der modtages. Arten af ​​udstyret, de kræver, afhænger af den krypteringsteknik , de kan bruge. Hvis de bruger en kode , kræver begge en kopi af den samme kodebog . Hvis de bruger en chiffer , har de brug for passende nøgler. Hvis krypteringen er en symmetrisk nøglekoder , skal begge have en kopi af den samme nøgle. Hvis det er en asymmetrisk nøgleciffer med ejendommen offentlig/privat nøgle, har begge brug for den andens offentlige nøgle.

Udvekslingskanal

Nøgleudveksling udføres enten in-band eller out-of-band.

Det centrale udvekslingsproblem

Nøgleudvekslingsproblemet beskriver måder at udveksle nøgler eller andre oplysninger, der er nødvendige for at etablere en sikker kommunikationskanal, så ingen andre kan få en kopi. Historisk, før opfindelsen af public-key kryptografi (asymmetrisk kryptografi), symmetrisk-key kryptografi anvendes en enkelt nøgle til at kryptere og dekryptere meddelelser. For at to parter kan kommunikere fortroligt, skal de først udveksle den hemmelige nøgle, så hver part er i stand til at kryptere meddelelser, før de sender og dekryptere modtagne. Denne proces er kendt som nøgleudvekslingen.

Det overordnede problem med symmetrisk kryptografi eller enkeltnøgle-kryptografi er, at det kræver, at en hemmelig nøgle kommunikeres via kurerer , diplomatiske tasker eller en anden sikker kommunikationskanal . Hvis to parter ikke kan etablere en sikker indledende nøgleudveksling, vil de ikke være i stand til at kommunikere sikkert uden risiko for, at meddelelser bliver opsnappet og dekrypteret af en tredjepart, der erhvervede nøglen under den første nøgleudveksling.

Offentlig nøgle-kryptografi anvender et to-nøglesystem, der består af de offentlige og de private nøgler, hvor meddelelser krypteres med en nøgle og dekrypteres med en anden. Det afhænger af den valgte kryptografiske algoritme, hvilken nøgle - offentlig eller privat - der bruges til kryptering af meddelelser, og hvilken til dekryptering. For eksempel i RSA bruges den private nøgle til dekryptering af meddelelser, mens den private nøgle i Digital Signature Algorithm (DSA) bruges til at godkende dem. Den offentlige nøgle kan sendes over ikke-sikre kanaler eller deles offentligt; den private nøgle er kun tilgængelig for sin ejer.

Kendt som Diffie-Hellman-nøgleudvekslingen, kan krypteringsnøglen kommunikeres åbent, da den ikke udgør nogen risiko for fortroligheden af ​​krypterede meddelelser. En part udveksler nøglerne til en anden part, hvor de derefter kan kryptere meddelelser ved hjælp af nøglen og sende chifferteksten tilbage. Kun dekrypteringsnøglen - i dette tilfælde er det den private nøgle - kan dekryptere denne besked. På intet tidspunkt under Diffie-Hellman-nøgleudvekslingen er der følsomme oplysninger, der risikerer at gå på kompromis, i modsætning til symmetrisk nøgleudveksling.

Identifikation

I princippet var det eneste tilbageværende problem at være sikker (eller i det mindste sikker) på, at en offentlig nøgle faktisk tilhørte den formodede ejer. Fordi det er muligt at ' forfalde ' en andens identitet på flere forskellige måder, er dette ikke et trivielt eller let løst problem, især når de to involverede brugere aldrig har mødt hinanden og intet ved om hinanden.

Diffie - Hellman nøgleudveksling

I 1976 udgav Whitfield Diffie og Martin Hellman en kryptografisk protokol kaldet Diffie -Hellman -nøgleudvekslingen (D – H) baseret på koncepter udviklet af Hellmans ph.d. -studerende Ralph Merkle . Protokollen giver brugerne mulighed for sikkert at udveksle hemmelige nøgler, selvom en modstander overvåger den kommunikationskanal. D -H -nøgleudvekslingsprotokollen adresserer imidlertid ikke i sig selv autentificering (dvs. problemet med at være sikker på den faktiske identitet for personen eller 'entiteten' i den anden ende af kommunikationskanalen). Godkendelse er afgørende, når en modstander både kan overvåge og ændre meddelelser i kommunikationskanalen (AKA man-in-the-middle eller MITM angreb) og blev behandlet i fjerde afsnit af papiret.

Offentlig nøgleinfrastruktur

Offentlige nøgleinfrastrukturer (PKI'er) er blevet foreslået som en løsning på problemet med identitetsgodkendelse. I deres mest sædvanlige implementering ansøger hver bruger en " certifikatmyndighed " (CA), som alle parter har tillid til, om et digitalt certifikat, der fungerer for andre brugere som en ikke-manipuleret identifikation. Infrastrukturen er sikker, medmindre CA selv er kompromitteret. Hvis det er tilfældet, giver mange PKI'er en måde at tilbagekalde certifikater, så andre brugere ikke stoler på dem. Tilbagekaldte certifikater sættes sædvanligvis i lister over tilbagekaldelse af certifikater, som ethvert certifikat kan matches med.

Flere lande og andre jurisdiktioner har vedtaget lovgivning eller udstedt regler, der tilskynder PKI'er ved at give (mere eller mindre) retsvirkning til disse digitale certifikater (se digital signatur ). Mange kommercielle firmaer såvel som et par offentlige afdelinger har oprettet sådanne certifikatmyndigheder.

Dette gør dog intet for at løse problemet, da CA's troværdighed i sig selv stadig ikke er garanteret for et bestemt individ. Det er en form for argument fra autoritetsfejl . For faktisk troværdighed kræves personlig verifikation af, at certifikatet tilhører CA og oprettelse af tillid til CA. Dette er normalt ikke muligt.

Der er kendte tilfælde, hvor autoritære regeringer foreslog at etablere såkaldte "nationale CA'er", hvis certifikater ville være obligatoriske at installere på borgernes enheder og, når de var installeret og betroede, kunne bruges til at overvåge, opfange, ændre eller blokere den krypterede internettrafik .

For dem, der er nye til sådanne ting, betragtes disse arrangementer bedst som elektroniske notarpåtegninger om, at "denne offentlige nøgle tilhører denne bruger". Som med notary påtegninger kan der være fejl eller misforståelser i sådanne værdikuponer. Derudover kan notaren selv være upålidelig. Der har været flere højt profilerede offentlige fejl fra diverse certifikatmyndigheder.

Web af tillid

I den anden ende af det konceptuelle område er web of trust -systemet, som helt undgår centrale certifikatmyndigheder. Hver bruger er ansvarlig for at få et certifikat fra en anden, før han bruger certifikatet til at kommunikere med, dyrlæge digitale signaturer fra, ... brugeren hævdede at være tilknyttet den særlige offentlige nøgle i et certifikat. PGP (og GPG , en implementering af OpenPGP Internet Standard) anvender netop sådan en tillidsmekanisme. Tilsammen er de det mest udbredte kryptografiske system af høj kvalitet i verden.

Adgangskodegodkendt nøgleaftale

Password-godkendte nøgleaftalealgoritmer kan udføre en kryptografisk nøgleudveksling ved hjælp af viden om en brugers adgangskode .

Udveksling af kvantnøgler

Hovedartikel: kvantnøglefordeling

Quantum key distribution udnytter visse egenskaber ved kvantefysik for at sikre dens sikkerhed. Det bygger på det faktum, at observationer (eller målinger ) af en kvantetilstand indfører forstyrrelser i denne tilstand. Over mange systemer kan disse forstyrrelser detekteres som støj fra modtageren, hvilket gør det muligt at registrere menneske-i-midten-angreb . Udover kvantemekanikkens rigtighed og fuldstændighed antager protokollen tilgængeligheden af ​​en godkendt kanal mellem Alice og Bob.

Se også

Referencer