Kryptografia

Mitkä ovat kaksi avainpohjaisen salauksen päätyyppiä?

Avainpohjaisen salauksen kaksi päätyyppiä ovat symmetrinen salaus ja epäsymmetrinen salaus.

Symmetrinen salaus

• Avainten käyttö: Käyttää samaa avainta sekä salaukseen että purkamiseen.
• Nopeus: Yleisesti ottaen nopeampi ja tehokkaampi.
• Tietoturva: Suurin haaste on avaimen turvallinen jakaminen osapuolten kesken.
• Esimerkkejä: AES (Advanced Encryption Standard), DES (Data Encryption Standard).

Epäsymmetrinen salaus

• Avainten käyttö: Käyttää avainparia, jossa julkisella avaimella salataan ja yksityisellä avaimella puretaan.
• Nopeus: Symmetristä salausta hitaampi, koska laskenta on monimutkaisempaa.
• Tietoturva: Turvallisempi avainten jakelussa, koska yksityistä avainta ei koskaan jaeta.
• Esimerkkejä: RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ECC (Elliptic Curve Cryptography).

Kumpaa salaustyyppiä pidetään turvallisempana?

Molempia pidetään turvallisina siinä mielessä, että jos käytät nykyaikaista algoritmia ja riittävän pitkää avainta, mikään nykyinen tietokone ei pysty murtamaan salausta.

Kumpi salaustyyppi on parempi, riippuu käyttötapauksesta, mutta moni käyttötapaus edellyttää epäsymmetristä salausta, koska siinä käytetään avainparia: julkisella avaimella salataan ja yksityisellä avaimella puretaan. Yksityinen avain pidetään salassa, mikä parantaa tietoturvaa, koska sitä ei tarvitse koskaan jakaa.

Kumpi salaustyyppi soveltuu paremmin suurille tietomäärille?

Symmetrinen salaus, koska se on nopeampaa.

Miten hybridisalaus etenee yleisellä tasolla?

1. Avaimen luonti: Lähettäjä luo uuden symmetrisen avaimen (jota kutsutaan myös istuntoavaimeksi) varsinaisen viestin salaamista varten.
2. Viestin salaus: Lähettäjä salaa selkokielisen viestin symmetrisellä avaimella, jolloin syntyy salateksti.
3. Avaimen salaus: Tämän jälkeen lähettäjä salaa symmetrisen avaimen vastaanottajan julkisella avaimella (epäsymmetrinen salaus).
4. Lähetys: Lähettäjä lähettää vastaanottajalle sekä salatun viestin (salatekstin) että salatun symmetrisen avaimen.
5. Avaimen purku: Vastaanottaja purkaa symmetrisen avaimen omalla yksityisellä avaimellaan.
6. Viestin purku: Lopuksi vastaanottaja purkaa salatekstin puretulla symmetrisellä avaimella ja saa alkuperäisen selkokielisen viestin.

Tiivistealgoritmit

Tiivistealgoritmi on matemaattinen funktio, joka muuntaa minkä tahansa kokoisen syötteen kiinteämittaiseksi merkkijonoksi, tyypillisesti kirjainten ja numeroiden jonoksi. Tätä tulosta kutsutaan tiivistearvoksi eli digestiksi.

Mikä on törmäys?

Tiivistyksessä törmäys tapahtuu, kun kaksi erilaista tietojoukkoa tuottaa tiivistealgoritmilla saman tiivistearvon. Tämä on ongelmallista, koska tiivistealgoritmin ensisijainen tarkoitus on esittää erilaiset syötteet yksikäsitteisesti.

Mikä on MAC?

Message Authentication Code (MAC): Kryptografiassa MAC on lyhyt tieto, jolla viesti todennetaan ja sen eheys varmistetaan. Se osoittaa, ettei viestiä ole muutettu, ja vahvistaa lähettäjän identiteetin.

Miten MAC eroaa HMAC:sta?

MAC: Yleisnimitys koodille, joka varmistaa viestin eheyden ja aitouden joko lohkosalaimilla tai tiivistefunktioilla.

HMAC: Tietty MAC-tyyppi, joka käyttää kryptografista tiivistefunktiota ja salaista avainta ja tarjoaa vahvemmat turvaominaisuudet.

Epäsymmetrinen kryptografia

Miten viestin allekirjoitus etenee yleisellä tasolla?

Viestin allekirjoitus on kryptografinen prosessi, jolla varmistetaan viestin aitous ja eheys.

1. Tiivisteen luonti: Lähettäjä luo viestistä yksilöllisen digitaalisen sormenjäljen (tiivisteen) kryptografisella tiivistefunktiolla (esimerkiksi SHA-256). Tämä tiiviste esittää viestin sisällön yksikäsitteisesti.
2. Allekirjoitus: Lähettäjä salaa tiivisteen yksityisellä avaimellaan, jolloin syntyy digitaalinen allekirjoitus. Näin allekirjoituksen voi luoda vain se, jolla on pääsy lähettäjän yksityiseen avaimeen.
3. Lähetys: Digitaalinen allekirjoitus liitetään viestiin, ja molemmat lähetetään vastaanottajalle. Myös lähettäjän julkinen avain toimitetaan todentamista varten.
4. Todentaminen: Vastaanottaja purkaa digitaalisen allekirjoituksen lähettäjän julkisella avaimella ja saa alkuperäisen tiivisteen. Tämän jälkeen vastaanottaja luo vastaanotetusta viestistä uuden tiivisteen ja vertaa sitä puretun allekirjoituksen tiivisteeseen. Jos ne täsmäävät, viestiä ei ole muutettu ja lähettäjän identiteetti on vahvistettu.

Mitkä ovat epäsymmetrisen salauksen kolme tehtävää?

Epäsymmetrisellä salauksella, jota kutsutaan myös julkisen avaimen kryptografiaksi, on useita tärkeitä tehtäviä viestinnän ja tiedon suojaamisessa.

1. Salaus ja purku
2. Digitaaliset allekirjoitukset
3. Avaintenvaihto

RSA

RSA, lyhenne sanoista Rivest-Shamir-Adleman, on laajalti käytetty julkisen avaimen salausjärjestelmä turvalliseen tiedonsiirtoon. Se on nimetty keksijöidensä Ronald Rivestin, Adi Shamirin ja Leonard Adlemanin mukaan, jotka esittelivät sen vuonna 1977.

Diffie-Hellman

Diffie-Hellman-avaintenvaihto on kryptografiassa käytetty menetelmä, jolla salausavaimia vaihdetaan turvallisesti julkisen kanavan kautta. Sen kehittivät Whitfield Diffie ja Martin Hellman vuonna 1976. Diffie-Hellman-avaintenvaihdon päätarkoitus on antaa kahdelle osapuolelle mahdollisuus muodostaa turvallisesti yhteinen salainen avain, jota voidaan käyttää myöhemmän viestinnän salaamiseen.

Digital Signature Algorithm (DSA)

Digital Signature Algorithm (DSA) on julkisen avaimen salausalgoritmi, jolla luodaan ja todennetaan digitaalisia allekirjoituksia. National Institute of Standards and Technology (NIST) esitti sen vuonna 1991 osana Digital Signature Standardia (DSS).

Miten se toimii

1. Avainten luonti: DSA luo avainparin: yksityisen avaimen allekirjoittamiseen ja julkisen avaimen todentamiseen.
2. Allekirjoitus: Lähettäjä luo yksityisellä avaimellaan viestiin digitaalisen allekirjoituksen. Allekirjoitus on yksilöllinen sekä viestin että yksityisen avaimen suhteen.
3. Todentaminen: Vastaanottaja varmistaa lähettäjän julkisella avaimella allekirjoituksen aitouden ja sitä kautta viestin eheyden ja alkuperän.