Internet: Šifrovanie a verejné kľúče

Internet: Šifrovanie a verejné kľúče

Volám sa Mia Gil-Epnerová, študovala som
informatiku na UC Berkeley a pracujem

na Ministerstve obrany, kde sa snažím
uchovávať informácie v bezpečí. Internet

je otvorený a verejný systém. Všetci
odosielame a prijímame informácie cez

zdieľané káble a spojenia. Hoci je systém
otvorený, vymieňame si veľa súkromných

údajov, čísla kreditných kariet, bankové
informácie, heslá a e-maily. Ako sú teda

všetky tieto súkromné údaje utajované?
Dáta akéhokoľvek druhu môžu byť utajené

pomocou procesu známeho ako šifrovanie,
kódovanie alebo zmenou správy, aby sa

skryl pôvodný text. Pri dešifrovaní sa
dekóduje táto správa, aby bola

čitateľná. Je to jednoduchá vec, ktorú
ľudia robia už celé storočia. Jednou z

prvých známych šifrovacích metód bola
Cézarova šifra, pomenovaná po rímskom

generálovi Júliovi Cézarovi, ktorý
šifroval vojenské príkazy, aby zaistil,

že ak správu zachytí nepriateľ, nedokáže
ju prečítať. Cézarova šifra je algoritmus,

ktorý nahrádza každé písmeno v pôvodnej
správe písmenom o niekoľko krokov nižšie

v abecede. Ak číslo posunu poznajú iba
odosielateľ a príjemca, nazýva sa kľúčom.

Umožňuje čitateľovi odomknúť tajnú správu:
ak je napríklad pôvodná správa „HELLO“,

potom by vďaka algoritmu Cézarovej šifry
s kľúčom 5 šifrovaná správa vyzerala

takto… Na dešifrovanie správy by príjemca
jednoducho použil kľúč na prevrátenie

postupu. Cézarova šifra je veľmi
zraniteľná. Ktokoľvek môže šifrovanú

správu ľahko odhaliť alebo prelomiť
skúšaním každého možného kľúča.

V anglickej abecede je iba 26 písmen, čo
znamená, že na dešifrovanie správy musíte

skúsiť najviac 26 kľúčov, čo nie je veľmi
ťažké a zaberie vám to najviac hodinu-dve.

Skomplikujme to. Namiesto posunutia
každého písmena o určitú hodnotu posuňme

každé písmeno o inú hodnotu. V tomto
príklade ukazuje 10-ciferný kľúč to,

o koľko sa každé nasledujúce písmeno
zmení pri zašifrovaní dlhšej správy.

Uhádnuť tento kľúč by bolo naozaj ťažké.
10-ciferné šifrovanie by mohlo priniesť

10 miliárd možných riešení. Je zrejmé, že
to je viac ako by ktokoľvek mohol vyriešiť

a trvalo by to veľa storočí. Priemernému
počítaču by trvalo vyskúšať všetkých 10

miliárd možností len pár sekúnd.
V modernom svete, kde majú zločinci

namiesto ceruziek počítač, je otázkou, ako
šifrovať správy tak bezpečne, aby bolo

príliš ťažké ich prelomiť. Tým myslíme,
že existuje príliš veľa možností na to,

aby sa vypočítali v rozumnom čase. Bezpeč-
né správy sa dnes šifrujú 256-bitovými

kľúčmi. To znamená, že počítač zlodeja,
ktorý by zachytil vašu správu, musí skúsiť

toľkoto možností… kým by nezistil kľúč
a neprelomil správu. Aj keby ste mali

stotisíc superpočítačov a každý z by bol
schopný vyskúšať milión miliárd kľúčov

každú sekundu, vyskúšať každú možnosť by
si vyžadovalo bilióny biliónov rokov,

a to na prelomenie iba 1 správy šifrovanej
256-bitovým kľúčom. Počítačové čipy sa,

samozrejme, každý rok dvojnásobne zrých-
ľujú a zmenšujú. Ak toto tempo pokroku

bude pokračovať, dnešné problémy bude
možné už o pár storočí vyriešiť

a 256 bitov nebude dostatočne bezpečných.
Štandardná dĺžka kľúča sa už v minulosti

zvýšila, aby sme udržali krok s rýchlosťou
počítačov. Dobrou správou je, že pomocou

dlhšieho kľúča šifrovanie správy nie je
oveľa ťažšie, no zároveň exponenciálne

rastie počet pokusov potrebný na zlomenie
šifry. Ak odosielateľ a príjemca majú ten

istý kľúč na šifrovanie a čítanie správy,
ide o symetrické šifrovanie, podobné

Cézarovej šifre. Na kľúči sa musia 2 osoby
vopred dohodnúť v súkromí. Je to fajn

pre ľudí, ale internet je otvorený a
verejný, takže je nemožné, aby sa dva

počítače stretli v súkromí a dohodli na
kľúči. Namiesto toho používajú asymetrické

šifrovacie kľúče: verejný kľúč, ktorý
sa dá vymeniť, a súkromný kľúč, ktorý

nie je zdieľaný. Verejný kľúč sa používa
na šifrovanie údajov a ktokoľvek ho môže

použiť na vytvorenie tajnej správy, ktorú
môže dešifrovať iba počítač s prístupom k

súkromnému kľúču. Predstavte si, že máte
osobnú poštovú schránku, v ktorej môže

človek uložiť poštu iba s kľúčom. Môžete
dať urobiť veľa kópií vkladového kľúča

a jednu odoslať priateľovi, alebo ho
jednoducho sprístupniť verejnosti. Váš

priateľ aj neznámy človek môžu použiť
verejný kľúč na prístup do vkladovej

časti a vložiť správu. Iba vy však môžete
poštovú schránku otvoriť so súkromným

kľúčom a dostať sa ku všetkým doručeným
tajným správam. Pomocou verejného kľúča

môžete bezpečnú správu poslať späť
priateľovi do jeho schránky. Tak si môžeme

vymieňať tajné správy bez potreby
súkromného kľúča. Šifrovanie verejným

kľúčom je základom všetkých bezpečných
správ v otvorenom internete, vrátane

bezpečnostných protokolov SSL a TLS,
ktoré nás chránia pri prehliadaní webu.

Váš počítač ho práve používa vždy, keď
vidíte na paneli s adresou prehliadača

malý zámok alebo skratku https. Vtedy
váš počítač používa šifrovanie verejným

kľúčom na bezpečnú výmenu údajov s webom,
na ktorom sa práve nachádzate. Čím viac

bude ľudí na internete, tým bude vyšší
prenos údajov a dôležitejšia potreba

bezpečnosti údajov. Počítače sú stále
rýchlejšie, preto budeme musieť vyvinúť

nové a lepšie šifrovanie, ktoré počítač.
neprelomí. Takejto práci sa venujem ja.