3.15. Методи шифрування
3.15.1. Шифрування з секретним ключем
Іноді криптографічні методи ЗІ розділяють на три групи: методи підстановки, методи перестановки та адитивні методи. Методи перестановки і підстановки характеризуються нормальними ключами, а їхня надійність пов'язана з складним алгоритмом перетворення. При адитивних методах користуються простими алгоритмами перетворення, забезпечуючи надійність за допомогою ключів великого об'єму [3].
Іноді говорять про блокові методи, маючи на увазі перші дві групи, в яких алгоритм працює відразу над великим блоком інформації, і про методи потоків, де шифрування відбувається знак за знаком. Проте при використанні адитивних методів, перетворення може здійснюватися відразу над цілим машинним словом і метод набуває ознаки блокового.
Зворотна процедура називається збіркою даних. Цілком очевидно, що алгоритм розноситься і збірки даних повинні зберігатися в таємниці.
3.15.2. Шифрування з відкритим ключем
Одне з головних обмежень використання звичайних криптографічних систем пов'язане з трудністю розповсюдження ключів. Діффі і Хеллман, а також, незалежно від них, Меркль, показали, що може виключити захищений канал передачі ключів і при цьому забезпечити захист при передачі повідомлень по незахищеному каналу без здійснення яких-небудь попередніх заходів. Як видно з рис. 3.13, між відправником і одержувачем допускається двосторонній обмін, але перехоплювач тут пасивний і лише слухає. На відміну від звичайних систем, в яких ключ повинен зберігатися в секреті, системи, що припускають таку роботу, називаються системами з відкритим ключем.
Рис. 3.13. Потік інформації в криптографічній системі з відкритим ключем
Для вирішення цієї проблеми пропонуються два підходи. При відкритому розповсюдженні ключів відправник і одержувач можуть домовитися про ключ, який використовується в звичайній криптографічній системі. Не дивлячись на те, що супротивник слухає всі переговори, він не в змозі обчислити ключ і не може зрозуміти подальшого обміну повідомленнями. Другий підхід реалізує криптографічні системи з відкритими ключами, в яких для шифрування використовуються різні ключі.
Причина, через яку ключі в звичайних криптографічних системах повинні так ретельно захищатися, полягає в тому, що функції шифрування і дешифрування в ній нерозділені. Будь-яка особа, що отримала ключ для шифрування повідомлень, може також дешифрувати повідомлення. Якщо засоби шифрування розділені, то секретність можна забезпечити без засекречення ключа шифрування, оскільки його не можна використовувати для розшифровки.
Взаємодіючи по відкритих каналах зв'язку, абоненти А і В вирішують такі завдання:
- спочатку у А і В немає ніякої загальної секретної інформації, але в кінці процедури така загальна секретна інформація (загальний ключ) у А і В з'являється, тобто виробляється;
- супротивник, який перехоплює всі передачі і знає, що хоче отримати А і В, проте не може відновити вироблений загальний ключ А і В.