Формирование секретных ключей с использованием асимметричных алгоритмов

На практике алгоритмы с открытым ключом редко используются для непосредственного шифрования сообщений. Этому препятствует относительная невысокая скорость асимметричных алгоритмов при шифровании и расшифровании больших объемов данных. Данный фактор связан с тем, что основной операцией в системах с открытым ключом является возведение в степень по большому модулю 500-1000 битовых чисел, что при программной реализации производится намного медленнее, чем шифрование того же объема данных классическими симметричными способами. Однако при обработке коротких блоков данных, например, ключей определенной длины, алгоритмы шифрования с открытым ключом могут использоваться достаточно эффективно. Поэтому часто используют следующую комбинированную схему: асимметричный алгоритм применяется для согласования ключа сессии, а затем этот ключ выступает в роли секретного ключа для шифрования сообщений симметричным алгоритмом.

Простейший протокол формирования секретного ключа сессии может выглядеть следующим образом (если пользователи некоторой системы связи имеют доступ к базе данных открытых ключей абонентов системы, предоставляемой центром распределения ключей, то они могут получать из нее открытые ключи друг друга):

Пользователь А получает открытый ключ пользователя Б из центра распределения ключей или непосредственно от пользователя Б.

Пользователь А генерирует случайный сеансовый ключ и зашифровывает его полученным открытым ключом.

Зашифрованный сеансовый ключ пересылается пользователю Б.

Пользователь Б расшифровывает полученный пакет своим закрытым ключом.

Пользователи А и Б используют согласованный сеансовый ключ для обмена шифрованными сообщениями.

Схему формирования парой пользователей А и В общего секретного ключа К для шифрования - расшифрования можно изобразить следующим образом (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Схема формирования общего секретного ключа

Эта схема напоминает рис. 9.1, и это неудивительно, ведь в ней используется тот же самый режим шифрования открытым ключом. Отличие заключается в том, что шифруется. В схеме на рис. 9.4 производится шифрование небольшого по размеру сеансового ключа, который в дальнейшем будет использован в качестве секретного ключа при шифровании симметричным алгоритмом. Шифрование небольшого по размеру блока данных выполняется достаточно быстро и не замедляет телекоммуникационные процессы даже в системе с многими тысячами пользователей.

Существуют и более сложные протоколы распределения ключей, обеспечивающие взаимное подтверждение подлинности участников сеанса связи, подтверждение достоверности сеанса механизмом запроса-ответа или другие требования.