Прямой обмен ключами между пользователями

При использовании симметричной криптосистемы, частая смена ключа превращается в серьезную проблему. Use два способа:

1. use криптосистемы с открытым ключом для шифрования и передачи секретного ключа симметричной криптосистемы (уже рассмотрен).

2. use системы открытого распределения ключей Диффи-Хеллмана - позволяет обмениваться ключами по незащищенным каналам связи. Принцип близок к сисмемам шифрования с открытым ключом.

Алгоритм открытого распределения ключей Диффи-Хеллмана.

Предложен в1976г. и является первым алгоритмом с открытыми ключами.

Основан на трудности вычисления дискретных логарифмов в конечном поле.

А и В организовывают канал:

1. Стороны заранее договариваются о модуле N (простое число) и примитивном элементе g (от 1 до N-1), который образует все ненулевые элементы множества Z_N, т.е. {g,g²,...,g^N-1=1} = Z_N-{0}. Эти значения не секретны и являются общими для всех пользователей.

2. А и В независимо друг от друга выбирают собственные секретные ключи k_A и k_B - случайные большие целые числа.

3. А вычисляет открытый ключ y_A = g^kA (mod N), а В - открытый ключ y_B = = g^kB (mod N).

4. А и В обмениваются значениями открытых ключей по незащищенному каналу.

5. А и В вычисляют общий секретный ключ:

А: К = (y_B)^kA

B: K' = (y_A)^kB

При этом К = К'.

Схема реализации алгоритма Диффи-Хеллмана:

Ключ К может использоваться в качестве общего секретного ключа в симметричной криптосистеме.

Кроме того, стороны могут шифровать сообщения, используя следующее преобразование шифрования (типа RSA): С = Е_К(М) = М^К (mod N).

Для злоумышленника задача нахождения k_A по N, g и y_A -задача нахождения дискретного логарифма в конечном поле, которая считается неразрешимой.

Важен выбор N и g. N и (N-1)/2 должны быть простыми числами. g желательно выбирать так, чтобы оно было примитивным элементом множества Z_N (в принципе достаточно, чтобы оно генерировало большую подгруппу).

Этот алгоритм позволяет обойтись без защищенного канала для передачи ключей, однако необходимо иметь гарантию того, что А получил открытый ключ именно от В и наоборот. Это решается с помощью электронной подписи.

Алгоритм позволяет шифровать данные при каждом сеансе на новых ключах и исключить, таким образом, их хранение.

Преимущества по сравнению с RSA: формирование общего секретного ключа происходит в сотни раз быстрее.

Протокол SKIP управления криптоключами.

(Simple Key management for Internet Protokol).

Основан на Диффи-Хеллмана и обладает рядом достоинств:

1. Высокая степень защиты;

2. быстрая смена ключей;

3. поддержка групповой рассылки защищенных сообщений;

4. модульная замена систем щифрования;

5. минимальная избыточность.

Принцип: организация множества двухточечных обменов (по алгоритму Диффи-Хеллмана) в компьютерной сети.

1. Узел I имеет секретный ключ k_i и сертифицированный открытый ключ gⁱ mod N.

2. Подпись сертификата открытого ключа производится при помощи надежного алгоритма (ГОСТ, DSA и др.). Открытые ключи свободно распространяются ЦРК из общей базы данных.

3. Для каждой пары узлов I, J вычисляется совместно используемый секретный ключ (обычно в 1024 бита) g^ij mod N.

4. Разделяемый ключ К_ij вычисляется из g^ij путем хеширования до согласованной в протоколе длины 64...128 бит.

5. Узел вычисляет ключ К_ij (используемый как ключ шифрования ключей) для относительно длительного применения и размещает его в защищенной памяти.

В сети с n узлами должно храниться и периодически меняться n*(n-1) ключей, что накладывает ограничение на значение n.

Поиск по сайту: