109/201
PSK2-16
| Název školy: | Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 |
| Autor: | Ing. Marek Nožka |
| Anotace: | Jak funguje asymetrická šifra a elektronický podpis |
| Vzdělávací oblast: | Informační a komunikační technologie |
| Předmět: | Počítačové sítě a komunikační technika (PSK) |
| Tematická oblast: | Vrstvy protokolu TCP/IP |
| Výsledky vzdělávání: | Žák popíše popíše základní rozdíl a funkci symetrické a asymetrické šifry |
| Klíčová slova: | symetrická a asymetrická šifra, Alice, Bob |
| Druh učebního materiálu: | Online vzdělávací materiál |
| Typ vzdělávání: | Střední vzdělávání, 3. ročník, technické lyceum |
| Ověřeno: | VOŠ a SPŠE Olomouc; Třída: 3L |
| Zdroj: | Vlastní poznámky, Wikipedia, Wikimedia Commons |
Šifrování a elektronický podpis I
Obsah:
Šifrování dat je proces, kterým se nezabezpečená data převádí za pomoci kryptografie na data šifrovaná. Šifrovaná data jsou čitelná pouze pro majitele dešifrovacího klíče.
Šifrování dat slouží k jejich ochraně proti nežádoucímu zjištění cizí osobou a uplatňuje se při ukládání dat i při jejich přenosu včetně telekomunikace.
Kryptografii můžeme rozdělit do dvou hlavních skupin:
Obě skupiny použivají při šifrování tzv. klíč. Jedná se vždy o velké náhodné číslo. Nedostatečné přítomnost náhody při generování klíče může vést až k prolomení šifry. Proto je nezbytné, aby pro jejich generování byl použit zdroj skutečně náhodných čísel. Tímto zdrojem může v praxi být například anténa zachytávající atmosferický šum připojená na A/D převodník nebo snímání náhodných pohybů myši uživatele kryptografického programu.
Symetrická kryptografie
Symetrická šifra, někdy též nazývaná konvenční, je šifrovací algoritmus, který používá k šifrování i dešifrování jediný klíč. Klíč je stejný na obou dvou stranách komunikačního kanálu.
Podstatnou výhodou symetrických šifer je jejich nízká výpočetní náročnost a z toho vyplývající vysoká rychlost zpracování. Asymetrické algoritmy pro šifrování s veřejným klíčem můžou být i stotisíckrát pomalejší.
Na druhou stranu velkou nevýhodou je nutnost sdílení tajného klíče, takže se odesilatel a příjemce tajné zprávy musí předem domluvit na tajném klíči. To může být v mnoha případech velice obtížené nebo i nemožné.
Asymetrická kryptografie
Základem pro asymetrickou Kryptografii je dvojice komplementárně spojených klíčů, která se označuje jako Keypair. Jeden klíč je označován jako veřejný -- public key, druhý jako soukromý -- privat key. Jak názvy napovídají veřejný klíč je určen k distribuci dalším uživatelům kryptografického systému. Oproti tomu soukromý klíč je tajný, jeho majitel ho musí pečlivě střežit a jeho odhalení by vedlo k prolomení šifry.
Platí následující: To co jeden z klíčů zašifruje to rozšifruje pouze ten druhý.
- To co zašifruje veřejný klíč, rozšifruje pouze soukromý klíč. Toho se využívá při šifrování zpráv.
- To co zašifruje soukromý klíč rozšifruje pouze veřejný klíč. Toho se využívá u elektronického podpisu.
Názvosloví
Většinou se nepoužívá pojem veřejný a soukromý klíč, ale používá se dvojice pojmů klíč a certifikát.
- klíč = soukromý klíč
- certifikát = veřejný klíč
Šifrování zpráv
Šifrování pomocí veřejného klíče neboli asymetrická kryptografie bývá někdy přirovnávána k poštovní schránce. Kdokoli může dopis hodit do schránky, ale existuje pouze jedna osoba, která má od schránky klíč, aby poštu vytáhla a přečetla.
Komunikaci ukážeme na příkladu Boba a Alice. Pokud Bob posílá zprávu Alici, zašifruje ji Aliciným veřejným klíčem. Veřejný klíč je veřejně k dispozici, proto nemá Bob problém ho získat. Tuto zprávu může dešifrovat pouze Alice, protože jen ona vlastní příslušný soukromý klíč, kterým lze zprávu dešifrovat.
Elektronický podpis
U elektronického podpisu je problém opačný: Požadujeme, aby Alice svým podpisem potvrdila, že tuto zprávu psala opravdu ona -- to udělá svým soukromým klíčem. Ale každý, kdo má Alicin veřejný klíč může pravost podpisu ověřit.
Šifrování a podpis
Oba úkony (šifrování a podepisování) lze spojit do jednoho systému:
