הצפנה אסימטרית היא טכנולוגיה בסיסית המתבססת על אבטחת מערכות אימות זהות דיגיטליות מודרניות.על ידי מינוף זוג מפתחות מקושרים מתמטיים - ציבור אחד ויחיד - זה מאפשר חילופי נתונים מאובטחים, אימות חזק ויושרה ויזואלית מבלי לדרוש סוד משותף.בעידן שבו גניבה, פריצות נתונים, הונאה, הבנה כיצד הצפנה סימטרית הגנה על מידע אישי הוא קריטי, מפתחי אבטחה, ויישומים קריטיים, זהים, זהים, זה קריטי, לבחון את עקרונות אבטחה, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, ומפתחים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, מיומנויות אבטחה, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, ומפתחים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, מיומנויות אבטחה, מיומנויות אבטחה, ומפתחים, ומפתחים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, קריטיים, מיומנויות אבטחה, מיומנויות אבטחה, מיומנויות אבטחה, מיומנויות אבטחה, ומפתחים, מיומנויות אבטחה, ומפתחים, , ומפתחים, , , קריטיים, , , מיומנויות אבטחה,

מהו הצפנה סימטרית?

הצפנה אסימטרית, הידועה גם כקריפטוגרפיה ציבורית-קי, מעסיקה זוג מפתח: מפתח ציבורי שניתן להפיץ בחופשיות ומפתח פרטי שיש לשמור בסוד.הנתונים מוצפנים עם המפתח הציבורי יכול רק להימחק עם המפתח הפרטי המתאים, ולהיפך.סימטריה זו מבטלת את הצורך של שני הצדדים לחלוק מפתח סודי על ערוץ לא מאובטח, לפתור בעיה בסיסית של הצפנה סימטרית מסורתית.

הבסיס המתמטי של הצפנה אסימטרית מסתמך על בעיות קשות חישוביות.לדוגמה, RSA (Rivest-Shamir-Adleman) מבוסס על הקושי של מספר ראשוני גדול; אליפותטי קרב Cryptography (ECC) מסתמכת על עקומת הדיסקפטית המוטדקית החמקמקה בבעיית לונארית, המציעה אבטחה שווה ערך עם גדלים קטנים יותר. כאשר משתמשים יוצרים מפתח, פרטי שנוצר מתפקוד אקראי, הוא מקבל דרך זרם ציבורי, הוא מקבל דרך זרם פרטי, אפילו, אם הוא מקבל דרך הדבקה ציבורית, אפילו עם השפעה ציבורית אחת, אם הוא מקבל מטרה אחת, אפילו עם השפעה ציבורית.

אלגוריתמי הצפנה משותפים כוללים RSA (הגדלה בגודל מפתח 2048 ביטים או גבוה יותר), ECC (למשל, ECDSA, Ed25519), ו Diffie-Hellman עבור חילופי מפתח. במערכות זהות, ECC הוא יותר ויותר בעד בשל הביצועים שלה ואת גודלי האישור הקטן יותר, שהם קריטי עבור יישומים ניידים ו-IoT.

יישום Digital Identity Verification

מערכות אימות זהות דיגיטליות מסתמכות על הצפנה סימטרית למשתמשים אותנטיים, להגן על תכונות רגישות, ולהבטיח כי לא-repudiation.הזרם הטיפוסי כרוך במשתמש (פרובר) וספק שירות (מכיר) משנה הוכחות קריפטוגרפיים ולא אישורי גלם.

רישום ו- Key Binding

במהלך ההרשמה, משתמש יוצר זוג מפתח במכשיר שלהם.המפתח הציבורי רשום עם ספק הזהות (IdP) או מאוחסן בארנק זהות דיגיטלי, בעוד המפתח הפרטי לעולם לא עוזב את המכשיר של המשתמש.המשתמש רשאי להציג תעודה דיגיטלית מרשות תעודה אמינה (CA) המחברת את המפתח הציבורי לתכונות הזהות שלהם (למשל, שם לידה) באמצעות חתימה דיגיטלית מחייבת (PKI).

הכרה ותיקון

כאשר המשתמש מנסה להיכנס או להוכיח תכונה, המאמת שולח אתגר אקראי (נס) למשתמש.המשתמש חותם את הצומת עם המפתח הפרטי שלו וחוזר את החתימה יחד עם המפתח הציבורי שלהם (או תעודה) המאמת משתמש מפתח הציבורי כדי לאמת את המפתח הציבורי (או את החתימה) באמצעות חתימה (Occ-Occ-Oacts) באמצעות פרוטוקול משותף (DLS) ו-JOD) באמצעות אימותים פרטיים, הוא הוכיח כי המשתמש מחזיק את המפתח הפרטי המתאים - מבלי להעביר את המפתח הפרטי עצמו, ללא שידורים, ללא כל פעם, כמו פרוטוקול ה-AOCC) ופרוטוקול CDA/OCC, שימוש ב-OCC, באמצעות אימותים, באמצעות אימותים, באמצעות אימותים (D) עם אימותים, באמצעות אימותים, ו-OCC) עם אימותים (D2, ו-AOCC) באמצעות אימותים, באמצעות פרוטוקול משותף, באמצעות פרוטוקול DLSB) באמצעות אימותים, ו-OCC) באמצעות אימותים, באמצעות אימותים, באמצעות אימותים (D) ו-J2D) באמצעות פרוטוקול משותף (D) באמצעות אימותים (D) באמצעות אימותים, באמצעות אימותים, באמצעות אימותים, באמצעות פרוטוקול משותף, באמצעות פרוטוקול משותף, באמצעות אימות משותף, באמצעות פרוטוקול משותף (

העברת נתונים מאובטחת

הצפנה אסימטרית מבטיחה את הערוץ בין רכיבי אימות זהות.לדוגמה, כאשר משתמש שולח דרכון סרוק או תבנית ביומטרי לשרת אימות, הנתונים מוצפנים עם המפתח הציבורי של השרת לפני השידור.רק השרת, מחזיק את המפתח הפרטי המתאים, יכול לפענח אותו.זה מונע יירוט וגישה בלתי מורשית במהלך התרגול, הצפנה סימטרית משמשת לעתים קרובות כדי לקבוע מפתח עבור אלגוריתם (ADD) כמו אלגוריתם של TLS) באמצעות אלגוריתם.

טכנולוגיות כגון PGP (Pretty Good פרטיות) ו- S/MIME משתמשים גם הצפנה סימטרית עבור אימות זהות מאובטח.מערכות מתקדמות יותר, כמו רגולציה EIDAS באיחוד האירופי, מחייבות את השימוש בתעודות מוסמכים וחתימות דיגיטליות כדי ליצור זהות מחייבת מבחינה משפטית.

חתימה דיגיטלית ותעודות

[ה] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]] [ה]]]]]] [ה]]]] [ה'[ה]']'[ה']'[ה']'[ה']']'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

תעודות דיגיטליות (X.509 סטנדרטי) מחייבות מפתח ציבורי לזהות באמצעות שרשרת של אמון מושרשת CA. CAs הם צדדים שלישיים אמינים אשר לאמת את זהות בעל האישור לפני הגשת תעודה.אימות זהות, תעודות השרת (עבור אתרי אינטרנט) בדרך כלל להשתמש הצפנה סימטרית כדי לאמת את השרת ללקוח, בעוד אישורי הלקוח לאמת את המשתמש לשרת משותף (LSS) הוא בדרך כלל יישום אבטחה גבוה כגון יישומים בנקאיים באינטרנט.

היתרונות של שימוש ב-Aסימטרי

  • (FLT:0)Enhanced Security: FLT:1 The Private key לעולם לא משאיר את הסביבה הבטוחה של המשתמש (למשל, מודול אבטחת חומרה, TPM, או סמארטפון מאובטח ⁇ ) גם אם המפתח הציבורי והנתונים המוצפנים יירטטים, תוקף אינו יכול להפיק את המפתח הפרטי.
  • (FLT:0) Authentication Without Joint Secrets:cioFLT:1 , בניגוד לסיסמאות או מפתחות סימטריים, אימות אסימטרי אינו דורש את המאמת לאחסן סוד שניתן לפשר בו.המאמת רק מאחסנת את המפתח הציבורי, שאינו חסר ערך לתוקפים.זה מבטל את הסיכון לגניבה ממאגרי מידע, התקפה מרכזית במערכות מבוססות סיסמה.
  • (FLT:0) אי-הדעה: FLT:1 כי חתימה דיגיטלית יכולה להיווצר רק עם המפתח הפרטי, המשתמש אינו יכול להכחיש באופן סביר כי חתם על עסקה או הודעה.זה מוכר באופן חוקי בתחומים רבים תחת חוקי חתימה אלקטרונית (למשל, US ESIGN Act, EUIDAS).
  • (FLT:0)איכותיות: מפתחות ציבוריים ניתן לשתף באופן נרחב ללא היערכות אבטחה.זה מאפשר תקשורת בטוחה ברשתות גדולות, מבוזרות.כל משתמש צריך רק לנהל את זוג המפתח שלו, ולא להחליף סודות עם כל צד שהם אינטראקציה עם רשימות תגמול האישורים ופרוטוקולים מקוונים של תעודות (OCSP) לאפשר ניהול אמון מדרגי.
  • (FLT:0) ,Decentralized Identity (DID) תמיכה: קידוד Aסימטרי 1 הוא עמוד השדרה של מערכות זהות עצמית (SSI) שבו משתמשים שולטים המזהים שלהם וזוגות מרכזיים. תקן W3C DID משתמש במפתחות ציבוריים כבסיס לאימות ולאימות.

אתגרים ושיקולים

למרות החוזקות שלה, הצפנה אסימטרית מציגה כמה אתגרים תפעוליים וביטחוניים שיש לטפל בהם במערכות זהות ייצור.

מורכבות ניהולית

אם מפתח פרטי אבד, המשתמש מאבד גישה לזהותם ולכל מידע מוצפן תחת מפתח זה.אם מפתח פרטי הוא נפגע (למשל, קוד זדוני, גניבה), תוקף יכול לחדור את המשתמש ללא הגבלת זמן עד לביטול הוא מופיץ. ניהול מפתח מקיף דור מאובטח, אחסון, סיבוב, גיבוי, ובסופו של דבר הרס של מודולי אבטחה קשיחים (HSMs) ומאובטחים ⁇ מקטין כמה סיכונים אך מבוסס עלות, אך ורק עלות, כמו ספק שירותי אבטחה של Azure.

ביצועים Overhead

הצפנה אסימטרית היא אינטנסיבית מבחינה חישובית בהשוואה הצפנה סימטרית.הצפנת כמויות גדולות של נתונים עם RSA או ECC היא איטית; לכן, זה בדרך כלל משמש להצפין מפתחות סימטריים (ההצפנה המפוכחת) או לחתום על לעיכולות קטנות.בסביבות אימות זהות גבוהה (למשל, אימות אסימונים), אופטימיזציה כגון ECC (שזה יותר מ-RSA לאבטחה) ו-ARM (R) הן חומרה חיונית.

איום מחשוב קוונטי

מחשבים קוונטיים, אם הגדל, יכולים לשבור RSA ו- ECC באמצעות האלגוריתם של שאור, להפוך את ההצפנה הסימטרית הנוכחית מיושן. NIST כבר סטנדרטיזציה של אלגוריתמים שלאחר-quantum Cryptography (PQC), כגון CRYSTALS-Kyber (קייבור מפתח) ו- CRYSTALS-Dilithium (חתימות דיגיטליות) חייבים להתחיל לתכנן עבור קריפטוגרפית - יכולת הפעלה דיגיטלית ללא מגבלות.

Revocation and Trust Models

אם מפתח פרטי נפגע, מפתח ציבורי מתאים חייב להיות מבוטל. PKI מסתמכ על רשימת האישורים (CRLs) או פרוטוקול אישור מקוון (OCSP) להגיב. עם זאת, CRLs יכול להיות גדול, ו OCSP מציגה דליפות פרטיות אפשריות מציגות (התגובה לומדת אילו תעודות מאומתות) ו- OCSP הן אסטרטגיות תגמול; אבל פתרונות למניעת תגמול הם אפילו עדכונים עיקריים, אך הם אינם כוללים מורכבות.

יישום אמיתי-עולם

מספר תוכניות זהות בקנה מידה גדול להוכיח את השימוש המעשי של הצפנה אסימטרית.

  • (FLT:0) ,EIDAS (EU):FLT:1 ,הזיהוי האלקטרוני של האיחוד האירופי ושירותי האמון מחייב תעודה מוסמך המשתמשת הצפנה סימטרית עבור חתימות דיגיטליות.אזרחים יכולים להשתמש בכרטיסי EID לאומיים עם מפתחות קריפטוגרפיים כדי לאמת שירותים מקוונים ברחבי אירופה.
  • (FLT:0) של אנציקלופדיה e-Residency:cioFLT ( 1 אסטוניה) נושאים זהויות דיגיטליות מגובה על ידי 2048-bit RSA מפתחות מאוחסנים בכרטיסים חכמים מאובטחים.רשויות תעודה כמו SK ID Solutions לנהל את ה- PKI, המאפשרות חתימה דיגיטלית מאובטחת, אימות ותיעוד הצפנה עבור אנשי דואר אלקטרוני.
  • (FLT:0)Aadhaar (אינדיה): ההרחבה של הודו 1 (מערכת הזהות הביומטרית של הודו משתמשת הצפנה סימטרית כדי להגן על נתוני תושבות.תהליך האימות כרוך צפינות בקשה מזמנים עם המפתח הציבורי של UIDAI, ותשובות חתומות עם מפתח פרטי.
  • (FLT:0)FIDO2/WebAuthn:03:03:03: ההרחבה הזו מחליפה סיסמאות עם צמדים מרכזיים סימטריים שנוצרו במכשירים אותנטיים (למשל, חיישן טביעות אצבע, מפתח אבטחה) המפתח הפרטי לעולם לא עוזב את המכשיר.כאשר כניסה לאתר, המשתמש חותם אתגר עם המפתח הפרטי, ואת השרת עם מפתח מאוחסן.
  • (FLT:0) זהות מבוססת blockchain: 1FLT פלטפורמות כמו Sovrin ו- Hyperledger Indy להשתמש הצפנה סימטרית (Ed25519) עבור מזהים מבוזרים (DIDs) ותעודות אימות. משתמשים מחזיקים את המפתחות שלהם ולהציג תביעות cryptocurrenciesות על מנת לאמת ללא גילוי זהות שלמה.

עתיד סימטרי של קידוד זהות

האבולוציה של הזהות הדיגיטלית תטביע עוד הצפנה אסימטרית כמרכיב ליבה, אך עם שינויים חשובים.

פוסט-Quantum Cryptography

NIST צפוי להשלים את תקני PQC ב 2024.זהויות מערכות צריך לתכנן תעודות היברידיות המשלבות תעודות קלאסיות (ECC /RSA) ואלגוריתמי PQC כדי להבטיח אבטחה לאורך כל המעבר.כוח להנדסה באינטרנט (IETF) כבר טיוטת פרוטוקולים כמו X.509 עם מפתחות מורכבים.

Zero-Knowledge Proofs (ZKPs)

בעוד שלא תחליף להצפנת, ZKPs מאפשרים למשתמש להוכיח שיש להם תכונות מסוימות (למשל, גיל וגיל; 18) ללא חשיפת התכונה עצמה.כאשר בשילוב עם הצפנה אסימטרית (למשל, משתמש חותם הוכחה ZK עם המפתח הפרטי שלהם), מערכות יכולות להשיג אימות מראש פרטיות.

היערכות מתמדת וביומטריה התנהגותית

הצפנה אסימטרית לבדה אינה מספיקה לאימות מתמשך – היא רק מוכיחה את החזקה של מפתח בנקודה מסוימת בזמן.מערכות עתידיות ימזגו אימות קריפטוגרפי עם אותות התנהגותיים (דינמיקה של סטרוק, תנועות עכברים) שניתחו על המכשיר וחתמו עם המפתח הפרטי ליצירת יומן טימפר-קלנט. גישה זו מושתקת אבטחה מבלי לדרוש פעולות מפתח חוזרות ונשנות.

זהות עצמית ועצמית (SSI)

מערכות SSI תלויות הצפנה סימטרית לניהול מפתח ואישורים תואמים.W3C Verifiable Credentials סטנדרטי מפרט כיצד ליצור הוכחות קריפטוגרפיים שקושרות את החתימה של מנפיק לטענה.כפי ש-SSI מרוויח אימוץ בחינוך, בריאות ושרשרת האספקה, הצורך במנגנוני התאוששות ידידותיים למשתמש (למשל, התאוששות חברתית, מפתח), יהיה מרכזי קריטי.

מסקנה

[ההצפנה הסימטרית] נותרה כלי חיוני בארסנל של אימות הזהות הדיגיטלית.היכולת שלה לספק סודיות, אותנטיות, יושרה, והימנעות בלתי-repudiation מבלי לדרוש סודות משותפים פותרת את האתגרים הביטחוניים הרבים הטבועים במערכות מבוססות סיסמה: 3.3, הטכנולוגיה אינה כדור כסף – ניהול קיטור, ביצועים מתקדמים ואיום של תכנון והשקעה של אבטחה קוונטית.