Комбинированный метод шифрования

Главным достоинством криптосистем с открытым ключом является их потенциально высокая безопасность: нет необходимости ни передавать, ни сообщать кому бы то ни было значения секретных ключей, ни убеждаться в их подлинности. В симметричных криптосистемах существует опасность раскрытия секретного клю­ча во время передачи.

Однако алгоритмы, лежащие в основе криптосистем с открытым ключом, имеют следующие недостатки:

• генерация секретных и открытых ключей основана на генерации больших простых чисел, а проверка простоты чисел занимает много процессорного времени;

• процедуры шифрования и расшифрования, связанные с возве­дением в степень многозначного числа, достаточно трудоемки.

Поэтому быстродействие (скорость шифрования и дешифрования) в криптосистемах с открытым ключом обычно в сотни и тысячи раз меньше быстродействия симметрич­ных криптосистем с секретным ключом.

Комбинированный метод шифрования позволяет сочетать преи­му­щества высокой секретности, предоставляемые асимметричными крипто­ис­темами с открытым ключом, с преимуществами высокой скорости работы, присущими симметричным криптосистемам с секретным ключом. При таком подходе криптосистема с открытым ключом применяется для шифрования, передачи и последующего расшифрования только секретного ключа симметричной крипто­системы. А симметричная криптосистема применяется для шифрова­ния и передачи исходного открытого текста. В результате криптосис­тема с открытым ключом не заменяет симметричную криптосистему с секретным ключом, а лишь дополняет ее, позволяя повы­ить в целом защищенность передаваемой информации.

Пользователи А и В, использующие комбинированный метод шиф­рования, имеют каждый по паре асимметричных ключей шифрования

(К _Ао, К _Ас) и (К _Во, К _Вс).

Если пользователь А хочет передать зашифрованное комбиниро­ван­ым методом сообщение m пользователю В, то порядок его дейст­вий будет таков.

1. Создать (например, сгенерировать случайным образом) симметрич­ный ключ, называемый в этом методе сеансовым ключом K_s.

2. Зашифровать сообщение m на сеансовом ключе K_s.

3. Зашифровать сеансовый ключ K_s на открытом ключе К _Во пользователя В и своем секретном ключе К _Ас.

4. Передать по открытому каналу связи в адрес пользователя В зашифрованное сообщение вместе с зашифрованным сеансовым ключом.

Действия пользователя В при получении зашифрованного сообще­ния и зашифрованного сеансового ключа должны быть обратными:

5. Расшифровать на своем секретном ключе К _Вс и открытом ключе К _Ао пользователя А сеансовый ключ K _s.

6. С помощью полученного сеансового ключа K _s расшифровать и прочитать сообщение m.

При использовании комбинированного метода шифрования можно быть уверенным в том, что только пользователь В сможет правильно расшифровать ключ K _s и прочитать сообщение m.

Выбор длины ключей в комбированном методе шифрования. Таким образом, при комбинированном методе шифрования применяются криптографические ключи как симметричных, так и асимметричных криптосистем. Очевидно, выбор длин ключей для каждого типа криптосистемы следует осуществлять таким образом, чтобы злоумышленнику было одинаково трудно атаковать любой механизм защиты комбинированной криптосистемы.

В таблице 5.1. приведены распространенные длины ключей симметричных и асимметричных криптосистем, для которых трудность атаки полного перебора примерно равна трудности факторизации соответствующих модулей асимметричных криптосистем.

Таблица 5.1. Длины ключей для симметричных и асимметричных криптосистем при одинаковой их криптостойкости