رمزنگاری با کلید عمومی که به نام رمزنگاری نامتقارن نیز شناخته می شود، یک مفهوم اساسی در حوزه امنیت سایبری است که به دلیل موضوع توزیع کلید در رمزنگاری با کلید خصوصی (رمز نگاری متقارن) پدیدار شد. در حالی که توزیع کلید در واقع یک مشکل مهم در رمزنگاری متقارن کلاسیک است، رمزنگاری کلید عمومی راهی برای حل این مشکل ارائه میدهد، اما علاوه بر این یک رویکرد چندمنظورهتر را معرفی میکند که میتواند برای چالشهای امنیتی مختلف مورد توجه قرار گیرد.
یکی از مزایای اصلی رمزنگاری با کلید عمومی، توانایی آن در ارائه کانال های ارتباطی امن بدون نیاز به کلیدهای از پیش مشترک است. در رمزنگاری متقارن سنتی، هم فرستنده و هم گیرنده باید یک کلید مخفی مشترک برای رمزگذاری و رمزگشایی داشته باشند. توزیع و مدیریت ایمن این کلیدهای مخفی می تواند یک کار دست و پا گیر به خصوص در سیستم های بزرگ مقیاس باشد. رمزنگاری کلید عمومی با استفاده از یک جفت کلید این چالش را از بین می برد: یک کلید عمومی برای رمزگذاری و یک کلید خصوصی برای رمزگشایی.
سیستم رمزنگاری RSA، یکی از پرکاربردترین الگوریتمهای رمزگذاری کلید عمومی، تطبیقپذیری رمزنگاری کلید عمومی را نشان میدهد. در RSA، امنیت سیستم به دشواری محاسباتی فاکتورگیری اعداد صحیح بزرگ متکی است. کلید عمومی، که در دسترس هر کسی قرار می گیرد، از دو جزء تشکیل شده است: مدول (n) و توان عمومی (e). کلید خصوصی که فقط برای گیرنده شناخته می شود، شامل مدول (n) و توان خصوصی (d) است. RSA با استفاده از ویژگیهای محاسبات مدولار و تئوری اعداد، ارتباط ایمن را بر روی کانالهای ناامن ممکن میسازد.
جدای از توزیع کلید، رمزنگاری کلید عمومی چندین هدف اساسی دیگر را در امنیت سایبری انجام می دهد. به عنوان مثال، امضای دیجیتال، یک کاربرد حیاتی از رمزنگاری کلید عمومی است که به نهادها اجازه میدهد تا صحت و منشأ پیامهای دیجیتال را تأیید کنند. با امضای یک پیام با کلید خصوصی خود، یک فرستنده می تواند مدرک غیرقابل انکاری مبنی بر تألیف، عدم انکار و یکپارچگی داده ها ارائه دهد. گیرنده میتواند امضا را با استفاده از کلید عمومی فرستنده تأیید کند و اطمینان حاصل کند که پیام در طول انتقال دستکاری نشده است.
علاوه بر این، رمزنگاری کلید عمومی نقشی حیاتی در پروتکلهای تبادل کلید، مانند تبادل کلید دیفی-هلمن، ایفا میکند. این پروتکل دو طرف را قادر می سازد تا یک کلید مخفی مشترک را در یک کانال ناامن بدون نیاز به کلیدهای از پیش مشترک ایجاد کنند. Diffie-Hellman با استفاده از ویژگیهای قدرت مدولار تضمین میکند که حتی اگر یک استراق سمع ارتباط را رهگیری کند، نمیتواند کلید مشترک را بدون حل یک مشکل محاسباتی سخت استخراج کند.
علاوه بر ارتباطات ایمن و تبادل کلید، رمزنگاری کلید عمومی زیربنای مکانیسمهای مختلف امنیت سایبری از جمله گواهیهای دیجیتال، پروتکلهای لایه سوکتهای امن (SSL) و ارتباطات پوسته ایمن (SSH) است. این برنامه ها تطبیق پذیری و اهمیت رمزنگاری کلید عمومی را در شیوه های مدرن امنیت سایبری نشان می دهند.
در حالی که توزیع کلید یک چالش مهم در رمزنگاری کلاسیک است، رمزنگاری کلید عمومی راه حل جامع تری ارائه می دهد که فراتر از این موضوع خاص است. رمزنگاری با کلید عمومی با فعال کردن ارتباطات ایمن، امضای دیجیتال، تبادل کلید و طیف وسیعی از برنامههای کاربردی امنیت سایبری، نقش مهمی در تضمین محرمانه بودن، یکپارچگی و صحت اطلاعات دیجیتال ایفا میکند.
سایر پرسش ها و پاسخ های اخیر در مورد اصول رمزنگاری کلاسیک EITC/IS/CCF:
- آیا سیستم GSM رمز جریان خود را با استفاده از ثبتهای تغییر بازخورد خطی پیادهسازی میکند؟
- آیا رمز Rijndael در فراخوان رقابتی NIST برای تبدیل شدن به سیستم رمزنگاری AES برنده شد؟
- حمله بروت فورس چیست؟
- آیا می توانیم بگوییم چند جمله ای تقلیل ناپذیر برای GF(2^m) وجود دارد؟
- آیا دو ورودی مختلف x1، x2 میتوانند خروجی یکسانی را در استاندارد رمزگذاری داده (DES) تولید کنند؟
- چرا در FF GF(8) چند جمله ای تقلیل ناپذیر خود به یک میدان تعلق ندارد؟
- در مرحله S-boxes در DES از آنجایی که ما قطعه یک پیام را تا 50٪ کاهش می دهیم، آیا تضمینی وجود دارد که داده ها را از دست ندهیم و پیام قابل بازیابی/رمزگشایی باقی بماند؟
- آیا با حمله به یک LFSR می توان با ترکیبی از قسمت رمزگذاری شده و رمزگشایی شده از انتقال به طول 2 متر مواجه شد که از آن نمی توان سیستم معادلات خطی قابل حل ساخت؟
- در صورت حمله به یک LFSR، اگر مهاجمان 2 متر بیت را از وسط انتقال (پیام) بگیرند، آیا هنوز می توانند پیکربندی LSFR (مقادیر p) را محاسبه کنند و آیا می توانند در جهت عقب رمزگشایی کنند؟
- TRNG ها بر اساس فرآیندهای فیزیکی تصادفی چقدر واقعا تصادفی هستند؟
پرسشها و پاسخهای بیشتر را در مبانی رمزنگاری کلاسیک EITC/IS/CCF مشاهده کنید