4.1.2. Асимметричные (двух ключевые) криптосистемы

Асимметричный алгоритм реализован таким образом, что для работы с ним используется пара взаимосвязанных ключей. Для шифрования сообщения используется один («открытый») ключ, известный всем желающим, а для расшифровки – другой («закрытый»), существующий только у получателя. Асимметричная криптография позволила решить обе проблемы симметричной: проблему распространения ключей шифрования для обмена зашифрованной информацией и проблему их хранения.

Эта область криптографии очень молода по сравнению с симметричной криптографией. Первая схема, имевшая прикладную значимость, была предложена в начале 80-х годов ХХ века. За это время асимметричная криптография превратилась в одно из основных направлений криптологии – науки о шифрах, и используется в современном мире также часто, как и симметричные схемы.

Асимметричная криптография изначально задумана как средство защиты при передаче сообщений от одного объекта к другому (а не для конфиденциального хранения информации, которое должны обеспечивать симметричные алгоритмы). Открытый ключ используется для шифрования и для верификации цифровой подписи, а закрытый - для расшифровки и выработки цифровой подписи (цифровая подпись будет рассмотрена ниже).

Кроме того, процедура шифрования такова, что она необратима даже по известному ключу шифрования. То есть, зная ключ шифрования и зашифрованный текст, невозможно восстановить исходное сообщение – прочесть его можно только с помощью второго ключа – ключа дешифрования. А раз так, то ключ шифрования для отправки писем какому-либо лицу можно вообще не скрывать – зная его все равно невозможно прочесть зашифрованное сообщение.

Примеры асимметричных (двух ключевых) криптосистем:

RSA	Самая распространенная система асимметричного шифрования. Алгоритм RSA стоит у истоков асимметричной криптографии. Он был предложен тремя исследователями-математиками Рональдом Ривестом (R.Rivest) , Ади Шамиром (A.Shamir) и Леонардом Адльманом (L.Adleman) в 1977-78 годах. В 1993 г. метод RSA принят в качестве стандарта. Стойкость зависит от сложности факторизации больших целых чисел.
ECC (криптосистема на основе эллиптических кривых)	Является конкурентом по отношению к другим асимметричным алгоритмам шифрования, так как при эквивалентной стойкости использует ключи меньшей длины и имеет большую производительность.
Эль-Гамаль	Алгоритм, основанный на трудности вычисления дискретных логарифмов в конечном поле. Схема была предложена Тахером Эль-Гамалем в 1984 году. Эль-Гамаль усовершенствовал систему Диффи-Хеллмана и получил два алгоритма, которые использовались для шифрования и для обеспечения аутентификации (цифровой подписи). В отличии от RSA алгоритм Эль-Гамаля не был запатентован и, поэтому, стал более дешевой альтернативой, так как не требовалась оплата взносов за лицензию.
ГОСТ Р 34.10-2012	Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи. Новый стандарт отличается наличием требований к параметрам шифрования соответствующим длине секретного ключа 512 бит (ГОСТ Р 34.10-2001 – длина секретного ключа 256 бит) [7]. (Принят и введён в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 августа 2012 года № 215-ст взамен ГОСТ Р 34.10-2001)

Асимметричное шифрование имеет свои недостатки:

• генерация больших простых чисел, для вычисления пары ключей, требует много времени на проверку простоты;

• процедуры шифрования информации громоздки и длительны.

Как следствие – быстродействие симметричных систем более чем в 100 раз выше.