การเข้ารหัสคีย์สาธารณะหรือที่เรียกว่าการเข้ารหัสแบบอสมมาตร เป็นแนวคิดพื้นฐานในด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากปัญหาการแจกจ่ายคีย์ในการเข้ารหัสคีย์ส่วนตัว (การเข้ารหัสแบบสมมาตร) แม้ว่าการกระจายคีย์จะเป็นปัญหาสำคัญในการเข้ารหัสแบบสมมาตรแบบคลาสสิก แต่การเข้ารหัสแบบพับลิกคีย์ก็เสนอวิธีการแก้ไขปัญหานี้ แต่ยังได้แนะนำแนวทางที่หลากหลายมากขึ้นซึ่งสามารถจัดการกับความท้าทายด้านความปลอดภัยต่างๆ ได้
ข้อดีหลักประการหนึ่งของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะคือความสามารถในการจัดหาช่องทางการสื่อสารที่ปลอดภัยโดยไม่จำเป็นต้องใช้คีย์ที่แชร์ล่วงหน้า ในการเข้ารหัสแบบสมมาตรแบบดั้งเดิม ทั้งผู้ส่งและผู้รับจะต้องมีคีย์ลับร่วมกันสำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัส การแจกจ่ายและการจัดการคีย์ลับเหล่านี้อย่างปลอดภัยอาจเป็นงานที่ยุ่งยาก โดยเฉพาะในระบบขนาดใหญ่ การเข้ารหัสคีย์สาธารณะจะขจัดความท้าทายนี้โดยการใช้คีย์คู่หนึ่ง: คีย์สาธารณะสำหรับการเข้ารหัสและคีย์ส่วนตัวสำหรับการถอดรหัส
ระบบเข้ารหัส RSA ซึ่งเป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เป็นตัวอย่างความอเนกประสงค์ของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ ใน RSA ความปลอดภัยของระบบขึ้นอยู่กับความยากในการคำนวณของการแยกตัวประกอบจำนวนเต็มขนาดใหญ่ กุญแจสาธารณะซึ่งเปิดให้ทุกคนเข้าถึงได้ ประกอบด้วยสององค์ประกอบ: โมดูลัส (n) และเลขชี้กำลังสาธารณะ (e) คีย์ส่วนตัวที่ผู้รับรู้จักเท่านั้น ประกอบด้วยโมดูลัส (n) และเลขชี้กำลังส่วนตัว (d) ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของเลขคณิตแบบโมดูลาร์และทฤษฎีจำนวน RSA ช่วยให้สามารถสื่อสารอย่างปลอดภัยผ่านช่องทางที่ไม่ปลอดภัย
นอกเหนือจากการเผยแพร่คีย์แล้ว การเข้ารหัสคีย์สาธารณะยังให้บริการตามวัตถุประสงค์ที่สำคัญอื่นๆ หลายประการในความปลอดภัยทางไซเบอร์ ตัวอย่างเช่น ลายเซ็นดิจิทัลเป็นแอปพลิเคชั่นที่สำคัญของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่ช่วยให้หน่วยงานตรวจสอบความถูกต้องของความสมบูรณ์และที่มาของข้อความดิจิทัล ด้วยการลงนามข้อความด้วยคีย์ส่วนตัว ผู้ส่งสามารถแสดงหลักฐานการเป็นผู้เขียน การไม่ปฏิเสธ และความสมบูรณ์ของข้อมูลได้อย่างปฏิเสธไม่ได้ ผู้รับสามารถตรวจสอบลายเซ็นโดยใช้กุญแจสาธารณะของผู้ส่ง เพื่อให้มั่นใจว่าข้อความจะไม่ถูกแก้ไขระหว่างการขนส่ง
นอกจากนี้ การเข้ารหัสคีย์สาธารณะยังมีบทบาทสำคัญในโปรโตคอลการแลกเปลี่ยนคีย์ เช่น การแลกเปลี่ยนคีย์ Diffie-Hellman โปรโตคอลนี้ช่วยให้ทั้งสองฝ่ายสามารถสร้างคีย์ลับที่ใช้ร่วมกันผ่านช่องทางที่ไม่ปลอดภัยโดยไม่จำเป็นต้องใช้คีย์ที่แชร์ล่วงหน้า ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของการยกกำลังแบบโมดูลาร์ Diffie-Hellman ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้ว่าผู้ดักฟังจะขัดขวางการสื่อสาร พวกเขาจะไม่สามารถรับคีย์ที่ใช้ร่วมกันได้หากไม่แก้ไขปัญหาที่ยากในการคำนวณ
นอกเหนือจากการสื่อสารที่ปลอดภัยและการแลกเปลี่ยนคีย์แล้ว การเข้ารหัสคีย์สาธารณะยังสนับสนุนกลไกความปลอดภัยทางไซเบอร์อื่นๆ มากมาย รวมถึงใบรับรองดิจิทัล โปรโตคอล Secure Sockets Layer (SSL) และการสื่อสาร Secure Shell (SSH) แอปพลิเคชันเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความคล่องตัวและความสำคัญของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะในแนวทางปฏิบัติด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์สมัยใหม่
แม้ว่าการแจกจ่ายคีย์ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญในการเข้ารหัสแบบคลาสสิก แต่การเข้ารหัสแบบพับลิกคีย์จะนำเสนอโซลูชันที่ครอบคลุมมากขึ้น ซึ่งขยายขอบเขตไปไกลกว่าประเด็นเฉพาะนี้ ด้วยการเปิดใช้งานการสื่อสารที่ปลอดภัย ลายเซ็นดิจิทัล การแลกเปลี่ยนคีย์ และแอปพลิเคชันความปลอดภัยทางไซเบอร์อื่นๆ การเข้ารหัสคีย์สาธารณะมีบทบาทสำคัญในการรับรองความลับ ความสมบูรณ์ และความถูกต้องของข้อมูลดิจิทัล
คำถามและคำตอบล่าสุดอื่น ๆ เกี่ยวกับ EITC/IS/CCF พื้นฐานการเข้ารหัสแบบคลาสสิก:
- ระบบ GSM ใช้รหัสสตรีมโดยใช้ Linear Feedback Shift Registers หรือไม่
- รหัส Rijndael ชนะการแข่งขันโดย NIST เพื่อให้กลายเป็นระบบเข้ารหัส AES หรือไม่
- การโจมตีแบบเดรัจฉานคืออะไร
- เราจะบอกได้ไหมว่ามีพหุนามที่ลดไม่ได้จำนวนเท่าใดสำหรับ GF(2^m) ?
- อินพุตที่แตกต่างกันสองตัว x1, x2 สามารถสร้างเอาต์พุต y เดียวกันใน Data Encryption Standard (DES) ได้หรือไม่
- เหตุใดในพหุนามที่ลดไม่ได้ของ FF GF (8) จึงไม่อยู่ในสาขาเดียวกัน
- ในขั้นตอนของ S-boxes ใน DES เนื่องจากเรากำลังลดส่วนของข้อความลง 50% มีการรับประกันหรือไม่ว่าเราจะไม่สูญเสียข้อมูลและข้อความสามารถกู้คืน/ถอดรหัสได้
- ด้วยการโจมตี LFSR ตัวเดียว เป็นไปได้ไหมที่จะพบกับการรวมกันของส่วนที่เข้ารหัสและถอดรหัสของการส่งสัญญาณความยาว 2 ม. ซึ่งไม่สามารถสร้างระบบสมการเชิงเส้นที่แก้ได้
- ในกรณีที่มีการโจมตี LFSR เดี่ยว หากผู้โจมตีจับบิต 2 ล้านบิตจากตรงกลางของการส่ง (ข้อความ) พวกเขายังสามารถคำนวณการกำหนดค่าของ LSFR (ค่า p) และพวกเขาสามารถถอดรหัสในทิศทางย้อนกลับได้หรือไม่
- TRNG สุ่มอย่างแท้จริงตามกระบวนการทางกายภาพแบบสุ่มเพียงใด
ดูคำถามและคำตอบเพิ่มเติมใน EITC/IS/CCF Classical Cryptography Fundamentals