- Что такое ключ в криптографии
- Виды ключей шифрования
- Чем отличается симметричное шифрование от асимметричного
- Об открытом и закрытом ключах
- Основные отличия открытого и закрытого ключей
- Как работает открытый и закрытый ключ
- Где еще используют открытые и закрытые ключи
- Заключение
Ключи шифрования SSL играют важнейшую роль в обеспечении конфиденциальности и безопасности данных в интернете. Каждый раз, когда вы заходите на защищенный веб-сайт, вы взаимодействуете с системой открытых и закрытых ключей.
В этой статье рассказываем, что это такое и как она работает.
Что такое ключ в криптографии
Криптографический ключ — это уникальный набор символов, который используют для шифрования и дешифрования информации. Чем сложнее и длиннее ключ, тем выше степень защиты данных. Он гарантирует, что только авторизованные пользователи смогут получить доступ к защищенным данным. Без правильного ключа даже зашифрованная информация не более чем набор бессмысленных символов.
Виды ключей шифрования
Ключи бывают двух основных типов:
Симметричные ключи — один и тот же ключ используется для шифрования и дешифрования. Их основная проблема — передача ключа адресату, поскольку его перехват сразу дает доступ к информации.
Асимметричные ключи — используется пара разных ключей: открытый (публичный) и закрытый (приватный). Такой подход решает проблему передачи ключа, так как открытый ключ можно передавать свободно, а закрытый остается строго конфиденциальным. Именно они лежат в основе SSL.
Чем отличается симметричное шифрование от асимметричного
| Симметричное шифрование | Асимметричное шифрование |
| Один и тот же ключ используется и для шифрования, и для расшифровки | Есть два ключа: один шифрует, другой расшифровывает |
| Ключ нужно передать другому человеку наиболее безопасным способом, чтобы он не попал в чужие руки | Открытый ключ можно давать кому угодно, ведь только у владельца есть закрытый ключ |
| Работает быстро и не нагружает систему | Медленнее, требует больше ресурсов |
| Отлично подходит для больших объемов данных | Обычно используется для коротких сообщений или передачи симметричного ключа |
| Простая реализация, минимум сложностей | Требует продуманной системы управления ключами |
| Часто используется для хранения данных, VPN, архивов | Применяется для цифровых подписей, защищенных соединений и электронной почты |
Об открытом и закрытом ключах
Открытый ключ (Public Key) доступен любому пользователю. Обычно имеет длину 4096 бит. Его используют для шифрования данных или проверки цифровой подписи отправителя. Важно, что с помощью открытого ключа нельзя расшифровать сообщение, ранее им же зашифрованное. Таким образом, публичный ключ можно свободно распространять.
Закрытый ключ (Private Key) известен только владельцу сертификата и хранится в строгой секретности. Короче своей пары — от 128 до 256 бит. Он применяется для расшифровки данных, зашифрованных с помощью публичного ключа, а также для создания цифровой подписи. Утрата или компрометация приватного ключа означает потерю безопасности данных.
Основные отличия открытого и закрытого ключей
- Доступность. Открытый ключ доступен всем, закрытый — только владельцу.
- Назначение. Открытый ключ шифрует информацию или проверяет подписи, закрытый — расшифровывает или создает подписи.
- Безопасность. Закрытый ключ нужно тщательно скрывать, так как его утрата ведет к серьезным последствиям, включая возможность компрометации всех данных.
Как работает открытый и закрытый ключ
Давайте рассмотрим простой пример работы асимметричного шифрования на основе SSL-сертификатов.
- Вы хотите передать конфиденциальные данные (например, номер банковской карты) на защищенный веб-сайт.
Его очень легко распознать: в адресной строке есть значок замка:
И сам адрес начинается с «https://»:
- Когда ваш браузер запрашивает страницу, сервер отправляет ему свой SSL-сертификат, в котором хранится открытый ключ.
- Браузер проверяет сертификат, чтобы убедиться, что он действительно принадлежит целевому сайту.
- Браузер генерирует случайный сеансовый ключ для симметричного шифрования, после чего шифрует его открытым ключом сервера и отправляет обратно.
- Сервер получает зашифрованные данные и с помощью закрытого ключа расшифровывает их. Поскольку закрытый ключ есть только у владельца сайта, никто, кроме него, не сможет расшифровать данные, даже если они будут перехвачены.
- Теперь и браузер, и сервер знают общий сеансовый ключ. Он применяется для шифрования всех последующих сообщений.
Где еще используют открытые и закрытые ключи
Приведем несколько примеров:
Безопасная переписка и обмен данными
Когда вы отправляете другу важные документы по электронной почте, общаетесь в мессенджере или пересылаете данные по сети, вам важно быть уверенным, что никто посторонний не прочитает эту информацию. Такие протоколы, как SSH (для удаленного подключения к серверам), и технологии вроде PGP (для защиты электронной переписки), используют асимметричное шифрование, чтобы обеспечить безопасность переписки и файлов, а также подтвердить, что сообщение пришло именно от вас.
Цифровые подписи
Допустим, вы заключаете договор онлайн. Как проверить, что ваш контрагент — это действительно он, а не кто-то другой? Для этого и существуют цифровые подписи. Они строятся на основе открытого и закрытого ключей: подписать документ сможет только человек с закрытым ключом, а проверить подлинность подписи сможет любой, у кого есть соответствующий открытый ключ. Он помогает убедиться, что документ не подделали или изменили после подписания.
Защищенный обмен файлами
Каждый день мы используем облачные сервисы: отправляем рабочие отчеты в Google Диск, сохраняем фотографии в Яндекс Диске или синхронизируем данные через OneDrive. В таких сервисах часто применяется асимметричное шифрование, чтобы защитить ваши файлы во время передачи и хранения. Именно благодаря этому посторонние не могут получить доступ к вашим личным данным.
VPN
Когда вы подключаетесь к VPN, создается «туннель» между вашим устройством и сервером. Чтобы его создать и согласовать параметры шифрования, VPN использует асимметричное шифрование. После того как соединение установлено, стороны договариваются о едином секретном ключе, который обеспечивает быструю передачу данных.
Заключение
Таким образом, открытый и закрытый ключи — основа безопасной передачи данных в интернете. Открытый ключ шифрует информацию и доступен всем, а закрытый ключ остается у владельца и позволяет расшифровать полученные данные. Такая схема защищает каналы связи от подделки и перехвата, гарантируя подлинность и конфиденциальность передаваемой информации.