Управление криптоключами

У. Диффи и М. Хеллман изобрели метод открытого распределения ключей в 1976 г. Этот метод позволяет пользователям обмениваться ключами по незащищенным каналам связи. Его безопасность обусловлена трудностью вычисления дискретных логарифмов в конечном поле, в отличие от легкости решения прямой задачи дискретного возведения в степень в том же конечном поле.

Суть метода Диффи — Хеллмана заключается в следующем (рис. 5.9).

Пользователи A и В, участвующие в обмене информации, генерируют независимо друг от друга свои случайные секретные ключи к_А и к_в (ключи к_А и к_в — случайные большие целые числа, которые хранятся пользователями А и В в секрете).

Затем пользователь А вычисляет на основании своего секретного ключа к_А открытый ключ K_A = g^k* (mod N), одновременно пользователь В вычисляет на основании своего секретного ключа к_в открытый ключ K_B = g^k* (mod N), где N и g — большие целые простые числа. Арифметические действия выполняются с приведением по модулю N. Числа N и g могут не храниться в секрете. Как правило, эти значения являются общими для всех пользователей сети или системы.

Затем пользователи A и В обмениваются своими открытыми ключами К_А и К_в по незащищенному каналу и используют их для вычисления общего сессионного ключа А’ (разделяемого секрета).

Таким образом, результатом этих действий оказывается общий сессионный ключ, который является функцией обоих секретных ключей к_А и к_в.

Злоумышленник, перехвативший значения открытых ключей К_А и К_в, не может вычислить сессионный ключ К, потому что он не имеет соответствующих значений секретных ключей к_А и к_в.

Благодаря использованию однонаправленной функции, операция вычисления открытого ключа необратима, т. е. невозможно по значению открытого ключа абонента вычислить его секретный ключ.

Уникальность метода Диффи — Хеллмана заключается в том, что пара абонентов имеет возможность получить известное только им секретное число, передавая по открытой сети открытые ключи. После этого абоненты могут приступить к защите передаваемой информации уже известным проверенным способом — применяя симметричное шифрование с использованием полученного разделяемого секрета.

Схема Диффи — Хеллмана дает возможность шифровать данные при каждом сеансе связи на новых ключах. Это позволяет не хранить секреты на дискетах или других носителях. Не следует забывать, что любое хранение секретов повышает вероятность попадания их в руки конкурентов или противника.

На основе схемы Диффи — Хеллмана функционирует протокол управления криптоключами IKE (Internet Key Exchange), применяемыми при построении защищенных виртуальных сетей VPN на сетевом уровне.

Эта статья была опубликована Вторник, 11 августа, 2009 at 20:08 в рубрике Принципы криптографической защиты информации. Вы можете следить за ответами через RSS 2.0 feed.