Открытый и закрытый ключ: для чего они применяются?
Что такое ключ в криптографии?
Ключ в криптографии представляет собой секретную информацию, которая применяется в криптографии для шифрования и декодирования сообщений, для простановки цифровой подписи и ее проверки, для вычисления кодов аутентичности сообщений и прочее. Насколько ключ надежен определяется так называемой длиной ключа, которая измеряется в битах. Стандартной длиной ключа для SSL сертификатов считается 128 или 256 бит. Длина ключа сертификата корневого центра сертификации (root certificate) не должна быть ниже 4096 бит. Все центры сертификации, с которыми мы сотрудничаем, предоставляют SSL сертификаты с ключом, полностью соответствующим современным стандартам:
Открытый и закрытый ключ в ассиметричном шифровании
В ассиметричном шифровании применяется пара ключей: открытый (Public key) и закрытый, также называемый секретным (Private key). Открытый и закрытый ключи в данном случае позволяют криптографическому алгоритму шифровать и дешифровать сообщение. При этом сообщения, зашифрованные открытым ключом, расшифровать можно только с помощью закрытого ключа. Открытый ключ публикуется в сертификате владельца и доступен подключившемуся клиенту, а закрытый – хранится у владельца сертификата.
Открытый и закрытый ключ между собой связаны математическими зависимостями, поэтому подобрать открытый или закрытый ключ невозможно за короткое время (срок действия сертификата). Именно поэтому максимальный срок действия SSL сертификатов более высокого уровня защиты всегда ниже. Так, сертификаты EV можно заказать максимум на 2 года. При этом заказывая новый SSL сертификат или продлевая старый, важно генерировать новый CSR запрос, так как к нему привязывается Ваш закрытый ключ и при выпуске нового SSL сертификата лучше его обновлять.
Взаимодействие клиента с сервером происходит следующим образом:
браузер на основе открытого ключа шифрует запрос и отправляет его на сервер;
сервер шифрует закрытым ключом свой цифровой идентификатор и передает его клиенту;
клиент сверяет идентификатор сервера и передает свой;
после взаимной аутентификации клиент шифрует открытым ключом ключ будущей сессии и передает его на сервер;
все последующие сообщения, которые передаются между клиентом и сервером, подписываются ключом сессии и шифруются с использованием открытого и закрытого ключа.
Таким образом обеспечиваются несколько пунктов безопасности:
исключается возможность утечки информации – при перехвате её нельзя будет расшифровать;
сервер подтверждает свой адрес и идентификатор, отсекается возможность перенаправления на другой сайт (фишинг);
клиенту присваивается индивидуальная сессия, что позволяет отличать его от других клиентов более надежно;
после установки защищенной сессии все сообщения шифруются с использованием идентификатора клиента, и не могут быть незаметно перехвачены или изменены.
В общем случае шифрование открытым и закрытым ключом можно рассматривать как кейс, для которого используются два ключа: одним можно только закрыть, другим – открыть. Если кейс закрыли первым ключом, открыть его может только второй, если закрыли вторым, чтобы открыть – потребуется первый. Наглядно это можно увидеть на схеме выше.
Источник
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана Bauman National Library
Персональные инструменты
PKI (Public Key Infrastructure)
Разработчики:
British intelligence agency GCHQ
Написана на:
C++
Операционная система:
Windows
Тип ПО:
Служба каталогов
Веб-сайт
Официальный сайт
PKI (англ. Public Key Infrastructure – инфраструктура открытых ключей) — совокупность сервисов для управления ключами и цифровыми сертификатами пользователей, программ и систем.
Содержание
Описание
Инфраструктура открытых ключей – это система цифровых сертификатов, центров сертификации и центров регистрации, которые проверяют и подтверждают подлинность каждого объекта, участвующего в электронной транзакции с использованием криптографии с открытыми ключами. Инфраструктура открытых ключей использует технологию открытых ключей для:
идентификации участников электронного обмена (пользователей, программ, систем),
обеспечения конфиденциальности информации,
контроля за целостностью информации,
установления происхождения информации.
Основные определения
Цифровой сертификат — cтруктура данных, применяющаяся для связывания определенного модуля с определенным открытым ключом. Цифровые сертификаты используются для подтверждения подлинности пользователей, приложений и сервисов, и для контроля доступа (авторизации).
Цифровой конверт — метод использования шифрования с открытым ключом для безопасного распространения секретных ключей использующихся при симметричном шифровании и для посылки зашифрованных сообщений. Значительно сокращается проблема распространения ключей связанная с симметричным шифрованием.
Цифровая подпись- метод использования шифрования с открытым ключом для обеспечения целостности данных и невозможности отказа от посылки. Зашифрованный блок информации после расшифровки получателем, идентифицирует отправителя и подтверждает сохранность данных. Например: документ «сжат», HASH зашифрован с помощью частного ключа отправителя и приложен к документу (по сути, это означает приложить «отпечаток пальца» этого документа). Получатель использует открытый ключ для расшифровки полученного сообщения до состояния «выжимки», которая затем сравнивается с «выжимкой» полученной после «сжатия» присланного документа. Если обе «выжимки» не совпали, то это означает, что документ был изменен или поврежден в процессе пересылки.
Шифрование с открытым ключом — тип шифрования, при котором используется пара ключей: открытый, т.е. свободно доступный, и соответствующий ему частный ключ, известный только конкретному пользователю, приложению или сервису, которые владеют этим ключом. Эта пара ключей связана таким образом, что зашифрованное частным ключом, может быть расшифровано только открытым ключом и наоборот.
Симметричное шифрование — тип шифрования, при котором получатель и отправитель используют один и тот же ключ для шифрования и расшифровки. Это означает, что множество пользователей должны иметь одинаковые ключи. Очевидно, что до получения ключа пользователем шифрование невозможно, при этом распространение ключа по сети не является безопасным. Другие же способы распространения, такие как специальный курьер, дорогие и медленные.
Алгоритм RSA — первая шифровальная система с открытым ключом, названная в честь ее изобретателей: Ronald Rivest, Adi Shamir и Leonard Adleman. [1]
Компоненты PKI
Основная идея
Задачей PKI является определение политики выпуска цифровых сертификатов, выдача их и аннулирование, хранение информации, необходимой для последующей проверки правильности сертификатов. В число приложений, поддерживающих PKI, входят: защищенная электронная почта, протоколы платежей, электронные чеки, электронный обмен информацией, защита данных в сетях с протоколом IP, электронные формы и документы с электронной цифровой подписью (ЭЦП).
Деятельность инфраструктуры управления открытыми ключами осуществляется на основе регламента системы. Инфраструктура открытых ключей основывается на использовании принципов криптографической системы с открытым ключом. Инфраструктура управления открытыми ключами состоит из центра сертификации УЦ [2] , конечных пользователей, и опциональных компонентов: центра регистрации и сетевого справочника.
PKI оперирует в работе сертификатами. Сертификат — это электронный документ, который содержит электронный ключ пользователя, — открытый или же ключевую пару (keypair), — информацию о пользователе, которому принадлежит сертификат, удостоверяющую подпись центра выдачи сертификатов (УЦ) и информацию о сроке действия сертификата.
Для того, чтобы клиент мог работать с удостоверяющим центром, необходимо включить центр в список доверенных. После включения в этот список, любой сертификат, выданный доверенным центром, считается достоверным, а его владелец — достойным доверия.
Удостоверяющий центр также публикует и списки отозванных сертификатов (Certificate Revocation List/CRL), которые могут использовать клиенты инфраструктуры открытого ключа, когда решают вопрос о доверии сертификату пользователя и/или компьютера.
Создаётся пара ключей либо центром выдачи сертификатов (удостоверяющим центром), по запросу пользователя, или же самим пользователем с помощью специального программного обеспечения. Пользователь делает запрос на сертификат, после чего, после процедуры идентификации пользователя, центр выдаёт ему сертификат со своей подписью. Эта подпись свидетельствует о том, что данный сертификат выдан именно этим центром выдачи сертификатов и никем другим.
Секретный ключ используется для подписи данных, открытый ключ в свою очередь используется для шифрования данных. Открытый ключ известен всем, а секретный ключ хранится в тайне. Владелец секретного ключа всегда хранит его в защищённом хранилище и ни при каких обстоятельствах не должен допустить того, чтобы этот ключ стал известным злоумышленникам или другим пользователям. Если же секретный ключ всё таки станет известен злоумышленникам, то он считается скомпрометированным и должен быть отозван и заменен. Только владелец секретного ключа может подписать данные, а также расшифровать данные, которые были зашифрованы открытым ключом, соответствующим секретному ключу владельца. Подпись на данных или письме гарантирует авторство полученной информации и то, что информация в процессе передачи не подверглась изменениям. Подпись двоичного кода гарантирует, что данное программное обеспечение действительно произведено указанной компанией и не содержит вредоносного кода, если компания это декларирует.
Архитектуры PKI В основном выделяют 5 видов архитектур PKI:
Простая PKI (одиночный удостоверяющий центр).
Иерархическая PKI.
Сетевая PKI.
Кросс-сертифицированные корпоративные PKI.
Архитектура мостового УЦ.
В основном PKI делятся на разные архитектуры по следующим признакам:
Количество УЦ (а также количество УЦ, которые доверяют друг-другу).
Сложность проверки пути сертификации.
Последствия выдачи злоумышленника себя за УЦ.
Примеры использования PKI
Шифрование сообщений
Сторона Б зашифровывает документ открытым ключом стороны А. Чтобы убедиться, что открытый ключ действительно принадлежит стороне А, сторона Б запрашивает сертификат открытого ключа у удостоверяющего центра. Если это так, то только сторона А может расшифровать сообщение, так как владеет соответствующим закрытым ключом.
Электронный отпечаток
Электронный отпечаток — это информация при помощи которой можно проверить, является ли полученный открытый ключ именно тем, который был отослан отправителем. Электронные отпечатки открытого и закрытого ключа одной пары идентичны, поэтому сверив отпечаток полученного ключа (например, по телефону) с отпечатком закрытого ключа отправителя, можно установить соответствие открытого ключа закрытому.
Электронно-цифровая подпись (ЭЦП)
Сторона А формирует ЭЦП документа и отправляет документ стороне Б. Сторона Б запрашивает сертификат открытого ключа стороны А у удостоверяющего центра, а также информацию о действительности сертификата. Если сертификат стороны А действителен и проверка ЭЦП прошла успешно, значит документ был подписан стороной А, а не кем-то другим.
Источник
Что такое публичный ключ криптовалютного кошелька (биткоин-адрес)?
Пара ключей (приватный и публичный) — это основные инструменты, которые позволяют пользоваться криптовалютным кошельком и совершать любые операции с активами.
О том, что такое приватный ключ, мы уже рассказывали в одной из статей, а в этом материале мы поговорим, что такое публичный ключ.
Навигация по материалу:
Что такое публичный ключ и как он выглядит?
Публичный ключ — это уникальный набор символов, состоящий из букв и цифр. Это адрес, на который другие пользователи могут отправлять криптовалюту. Второе название — адрес криптовалютного кошелька.
Публичный ключ привязан к приватному. Однако если последний представляет собой секретную информацию, то публичный ключ является открытым, и все могут отследить его в блокчейне (в этой статье мы поговорим о биткоин-адресе). Открытый ключ имеет несколько форматов, каждый из которых легко преобразуется в другой.
Состоит публичный ключ 26-35 символов, которые могут быть буквами латинского алфавита (кроме O, l и I) в нижнем и верхнем регистре и цифрами (кроме 0). Выглядит биткоин-адрес примерно так:
Также при создании кошелька пользователь получает открытый ключ в виде QR-кода для простоты использования — если нужно отправить биткоины на определенный адрес, то можно просто просканировать код.
Виды публичных ключей
Есть два типа публичных ключей.
Обычный — начинается с 1, и для получения средств на него пользователь должен подтвердить то, что знает приватный ключ. Он выглядит вот так:
Второй вариант — публичный ключ с мульти-подписью. Он начинается с 3, и для получения средств пользователь должен иметь больше одного закрытого ключа. Пример ключа с мульти-подписью:
Как узнать свой открытый ключ?
Если вы используете биткоин-кошелек, то публичный ключ можно найти настройках. Если же у вас на руках только приватный ключ, то самым простым способом будет перенести его в кошелек, а потом уже узнать его в интерфейсе.
Место хранения адреса зависит от используемого кошелька, но обычно есть два варианта:
Перейдите по Настройки — Адреса. В некоторых кошельках по умолчанию установлена функция создания нового адреса при каждой входящей транзакции. Это сделано с целью повышения анонимности пользователя. Но если вы не нуждаетесь в этой функции, то можно поменять настройки, установив галочку напротив опции «Вечный адрес». Но ничего страшного не произойдет, если вам отправят криптовалюты на любой из уже используемых ранее адресов — они просто перенаправятся на актуальный. Чтобы увидеть все адреса, привязанные к приватному ключу, нужно перейти в раздел «Управление адресами».
Перейдите в раздел «Кошелек — Баланс» и нажмите на кнопку пополнения кошелька. На экране появится строка «Адрес кошелька для пополнения вашего баланса» — это актуальный публичный ключ, который можно скопировать и передать отправителю.
Роль адреса в отправке транзакций
Основная роль публичного ключа — это указание пути, на который будут отправлены биткоины. Однако для того чтобы получить средства, нужно обязательно знать приватный ключ.
Также если вы не уверены в том, что адрес принадлежит конкретному человеку, существует способ проверить это. Пользователь может попросить владельца адреса отправить подписанное сообщение. При помощи алгоритма майнеры проверяют, что приватный и публичный ключ из полученного сообщения составляют одну пару, и сообщение было подписано реальным получателем. Таким образом можно убедиться, что адрес действительно верный, и вы не отправите биткоины в «небытие».
Система использования биткоин-адресов
Прежде всего нужно понимать, что адрес и кошелек — это не одно и то же. Адрес или приватный ключ — это «путь», который позволяет принимать транзакции. Кошелек — это ПО, которое, по сути, состоит из приватного ключа и одного или множества публичных ключей. Он хранит в себе информацию обо всех ранее использованных ключах, а также входящих и исходящих транзакциях биткоин. Кроме того, в кошелек могут быть встроены дополнительные функции, повышающие анонимность транзакций.
А теперь о том, как технически проходит транзакция.
После того как сгенерирован приватный ключ, на его основе создается публичный ключ, состоящий из ряда символов (максимум 35) и отображается на экране в виде QR-кода.
При повторном использовании приватного ключа на его основе заново генерируется рандомный публичный ключ. Но, как уже говорилось выше, данную функцию можно отключить и использовать «вечный» адрес. Каждый ключ весит около 500 байт, благодаря чему даже на мобильных кошельках можно хранить множество адресов.
Процесс генерации публичных ключей основывается на рандомном подборе символов и решении сложных математических задач. За минуту алгоритм может создавать до 1000 адресов, причем некоторое ПО позволяет генерировать публичные ключи без выхода в интернет. Есть очень маленькая вероятность, что к двум разным приватным ключам будет привязан один и тот же публичный, однако она составляет всего лишь 1:43 млрд.
Когда вы вводите адрес, нужно быть предельно внимательным и осторожным, потому что ошибка даже в одном символе приведет к тому, что биткоины просто не дойдут к получателю, а транзакции в блокчейне являются необратимыми. Именно поэтому рекомендуется копировать адрес или отправлять криптовалюту через сканирование QR-кода приватного ключа.
Тем, кто только знакомится с миром криптовалют, очень важно понимать роль и значение публичных ключей, так как правильное обращение с ними гарантирует то, что транзакция дойдет до своего получателя. Также зная принцип генерации и работы биткоин-адресов, можно сделать транзакции более анонимными. В любом случае, прежде чем нажать на кнопку «Отправить», лучше еще раз перепроверить правильность введенного адреса, или для большей уверенности пользоваться QR-кодами.
Дата публикации 05.06.2019 Поделитесь этим материалом в социальных сетях и оставьте свое мнение в комментариях ниже.
