6.6.2. Ключ.

Применение термина “ключ” обусловлено тем фактом, что выбранное вами секретное число действует так же, как и обычный ключ от двери. Чтобы защитить содержимое вашего дома, вы устанавливаете замок на дверь. Чтобы открыть замок, вы вставляете ключ и поворачиваете его. Ци­линдры и другие механизмы замка взаимодействуют с ключом предписан­ным способом, чтобы препятствовать открывайте двери. Чтобы, отпереть дверь, вы вставляете ключ и поворачиваете его в противоположном на­правлении. Цилиндры и механизмы взаимодействуют с ключом, что дает возможность открыть дверь.

В криптографии для того, чтобы защитить содержимое файлов, нужно установить замок (программу шифрования)/на дверь (компьютер). Чтобы запереть замок (зашифровать данные), нужно вставить ключ (секретное число) и выполнить определенные действия (вместо поворота ключа нужно запустить программу двойным щелчком мыши или нажатием клавиши ENTER). Алгоритм выполняет действия, используя ключ для преобразова­ния открытого текста в шифротекст. Чтобы “отпереть” зашифрованный файл, используется тот же самый ключ и те же действия. Алгоритм выпол­няет свою работу в обратном порядке и преобразует шифротекст в исход­ный открытый текст.

Точно так же, как только определенный ключ может открыть входную дверь, так и только правильный ключ шифра может расшифровать дан­ные. В криптографии с симметричным ключом ключ, используемый для зашифрования данных, совпадает с ключом, используемым для их расшифрования. Термин “симметричный” означает “одинаковый в обе стороны”, т.е. один и тот же ключ используется как для зашифрования, так и эасшифрования данных.

Однако ключи не являются взаимозаменяемыми для различ­ных алгоритмов. Например, предположим, что вы зашифровали данные с помощью алгоритма Triple DES (Digital Encryption Standard), о котором пойдет речь ниже. Если вы попытаетесь расшифровать данные с использо­ванием Advanced Encryption Standard (AES), о котором также будет рас­сказано далее в этой главе, даже при использовании одного и того же клю­ча, корректный результат не будет получен.

Во всех операциях шифрования используются ключи. Для чего необхо­дим ключ? Почему бы не создать алгоритм, которому ключ не нужен?

Если атакующий может распознать исполь­зуемый алгоритм, он может получить секретные данные, просто его вы­полнив. Это можно сравнить с установкой засова на входной двери снару­жи. Действительно, если засов задвинут, дверь нельзя открыть. Однако любой может открыть дверь, просто отодвинув засов.

Может показаться, что решение состоит в том, чтобы держать алгоритм в секрете, но при таком подходе имеется несколько проблем. Во-первых, атакующие рано или поздно взломают алгоритм. Предположим, что вы предпринимаете действия, чтобы сохранить алгоритм в секрете. Если только вы не являетесь специалистом по криптографии и не разработали собственный алгоритм, вам придется поверить, что компания, которая создала алгоритм, никогда не раскроет его случайно или преду­мышленно. Можно ли это гарантировать в корпоративной среде?

Вот реальный вопрос: кому вы больше доверяете при хранении секре­тов — алгоритму, который должен быть сохранен в секрете, или алгоритму, который может выполнять свою работу, хотя все на свете знают, как он ра­ботает? Здесь-то и возникает вопрос о необходимости использования ключа.

Ключ избавляет от необходимости беспокоиться об алгоритме, исполь­зуемом при шифровании. Если данные защищаются с помощью ключа, нужно защитить только ключ, что гораздо легче, чем защитить алгоритм. В этой книге вы узнаете много полезного о защите ключей. Кроме того, при применении ключей для защиты секретов, можно использовать раз­личные ключи для защиты различных секретов. Это означает, что если кто-либо взломает один из ключей, другие секреты останутся в сохранно­сти. Если вы зависите от секретного алгоритма, атакующий, взломавший алгоритм, получит доступ ко всем вашим секретам.

В криптографических системах с симметричным ключом ключ может быть только числом. Это число может быть любым, поэтому его можно вы­брать случайным образом. Когда в следующий раз потребуется новый ключ, можно выбрать случайным образом другое число. Вопрос состоит в том, как выбрать число случайным образом?