Fő a biztonság! Mi is az a nyilvános kulcsú titkosítás?

A nyilvános kulcsú titkosítás (Public-Key-Kryptographie PKC), más néven aszimmetrikus kriptográfia, olyan keret (Framework), amely mind a privát, mind a nyilvános kulcsot használja, ellentétben a szimmetrikus kriptográfia során használt egyetlen kulccsal. A kulcspárok használata a PKC számára egyedülálló funkciókat és képességeket biztosít, amelyek felhasználhatók más kriptográfiai technikák kihívásainak megoldására. A kriptográfia e formája a modern számítógépes biztonság és a növekvő kriptovaluta ökoszisztéma fontos elemévé vált.

Hogyan működik a nyilvános kulcsú kriptográfia?

A PKC-séma szerint a nyilvános kulcsot a feladó használja az információk titkosításához, míg a magánkulcsot a címzett használja a dekódoláshoz. Mivel a két kulcs különbözik, a nyilvános kulcs biztonságosan megosztható a magánkulcs biztonságának veszélyeztetése nélkül. Minden aszimmetrikus kulcspár egyedi, és biztosítja, hogy egy nyilvános kulccsal titkosított üzenetet csak a megfelelő magánkulccsal rendelkező személy olvashat.

Mivel az aszimmetrikus titkosítási algoritmusok kulcspárokat generálnak, amelyek matematikailag kapcsolódnak egymáshoz, kulcshosszuk sokkal hosszabb, mint a szimmetrikus kriptográfia során alkalmazottak. Ez a nagyobb hossz - jellemzően 1024 és 2048 bit között - rendkívül megnehezíti a magánkulcs kiszámítását a nyilvános párjából.

Az egyik legnépszerűbb aszimmetrikus titkosítási algoritmus, amelyet manapság használnak, RSA néven ismert. Az RSA séma szerint a kulcsokat egy modullal állítják elő, amelyet két szám (gyakran két nagy prím) szorzásával érnek el. Alapvetően a modul két kulcsot generál (egy nyilvános, amelyet meg lehet osztani, és egy magán kulcsot, amelyet titokban kell tartani). Az RSA algoritmust először 1977-ben írta le Rivest, Shamir és Adleman (a továbbiakban RSA), és ez továbbra is a nyilvános kulcsú kriptográfiai rendszerek fontos alkotóeleme.

PKC mint titkosító eszköz

A nyilvános kulcsú kriptográfia megoldja a szimmetrikus algoritmusok egyik régóta fennálló problémáját, nevezetesen a kulcs kommunikációját, amelyet mind a titkosításhoz, mind a dekódoláshoz használnak. Ha ezt a kulcsot nem biztonságos kapcsolattal küldi el, fennáll annak a veszélye, hogy harmadik fél számára is hozzáférhetővé válik, akik majd a megosztott kulccsal titkosítva minden üzenetet elolvashatnak.

Bár kriptográfiai technikák (például a Diffie-Hellman-Merkle kulcscsere-protokoll) léteznek ennek a problémának a megoldására, még mindig érzékenyek a támadásokra. A nyilvános kulcsú kriptográfia során a titkosításhoz használt kulcs biztonságosan átadható bármilyen kapcsolaton keresztül. Ennek eredményeként az aszimmetrikus algoritmusok magasabb szintű védelmet kínálnak, mint a szimmetrikus algoritmusok.

A kriptográfiai titkosítás hátrányai

Noha felhasználható a számítógép biztonságának javítására és az üzenet integritásának bizonyítására, a PKC-nek vannak bizonyos korlátozásai. A titkosításhoz és a dekódoláshoz kapcsolódó összetett matematikai műveletek miatt az aszimmetrikus algoritmusok meglehetősen lassúak lehetnek nagy adatmennyiségek kezelésekor. Az ilyen típusú kriptográfia nagyban függ attól a feltételezéstől is, hogy a privát kulcs titokban marad. Ha egy magánkulcsot véletlenül megosztanak vagy tárnak fel, akkor a megfelelő nyilvános kulcsmal titkosított összes üzenet biztonsága veszélybe kerül. Az is előfordulhat, hogy a felhasználók véletlenül elveszítik a magánkulcsokat, így nem tudnak hozzáférni a titkosított adatokhoz.

A nyilvános kulcsú kriptográfia alkalmazásai

Az ilyen típusú kriptográfiát sok modern számítógépes rendszer használja az érzékeny információk biztonságának biztosítása érdekében. Például az e-maileket titkosíthatjuk nyilvános kulcsú kriptográfiai technikákkal, hogy tartalmuk privát maradjon. A Secure Sockets Layer (SSL) protokoll, amely biztonságos kapcsolatot biztosít a webhelyekkel, aszimmetrikus kriptográfiát is használ. A PKC rendszereket még egy olyan biztonságos elektronikus szavazási környezet biztosításának feltárására is feltárták, amely potenciálisan lehetővé tenné a szavazók számára, hogy otthoni számítógépükön szavazzanak.

A PKC vezető szerepet tölt be a blockchain és a cryptocurrency technológiában is. Amikor új kriptovállalati pénztárcát állít be, kulcspárt hoz létre (nyilvános és magánkulcs). A nyilvános címet a nyilvános kulccsal generálják, és biztonságosan megoszthatók másokkal. A privát kulcsot viszont digitális aláírások létrehozására és tranzakciók ellenőrzésére használják, ezért titokban kell tartani. Miután egy tranzakciót igazoltak a digitális aláírásban szereplő kivonat megerősítésével, ez a tranzakció hozzáadható a blokklánc-könyveléshez. Ez a digitális aláírás-ellenőrző rendszer biztosítja, hogy csak az a személy vehessen el pénzt, aki rendelkezik a megfelelő kriptográfiai pénztárca magánkulccsal.

Meg kell jegyezni, hogy a kriptováltozó alkalmazásokban alkalmazott aszimmetrikus titkosítások különböznek a számítógépes biztonsághoz használtól. A Bitcoin és az Ethereum például az Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) nevű speciális rejtjelet használják a tranzakciók ellenőrzésére.

Összefoglalva

A számítógépes biztonságtól a kriptovalutás tranzakciók ellenőrzéséig a nyilvános kulcsú kriptográfia fontos szerepet játszik a modern digitális rendszerek biztonságában. Párosított nyilvános és magánkulcsok használatával az aszimmetrikus kriptográfiai algoritmusok megoldják az alapvető biztonsági problémákat, amelyek a szimmetrikus titkosítás révén merülnek fel. Noha a PKC már évek óta használatban van, rendszeresen új alkalmazásokat fejlesztenek, különösen a blockchain és a cryptocurrency területén.

Germán Péter