Digitale Zertifikate: Was ist der Unterschied zwischen Verschlüsseln und Signieren?

Unterschied zwischen Nachrichtenverschlüsselung und Signierung

Ich denke, dass Informationssicherheitsziele wichtig sind, um den Unterschied zwischen Nachrichtenverschlüsselung und Signierung zu erkennen. Um ein paar Ziele zu definieren:

1. Vertraulichkeit : Geheimhaltung von Informationen vor nicht autorisierten Parteien.
2. Datenintegrität : Sicherstellen, dass Informationen nicht durch nicht autorisierte Mittel verändert wurden.
3. Nachrichtenauthentifizierung (Datenursprungsauthentifizierung) : Bestätigung die Informationsquelle.
4. Nichtabstreitbarkeit : Verhinderung der Ablehnung früherer Aktionen.

Nachrichtenverschlüsselung bietet Vertraulichkeit.

Nachrichtensignierung bindet die Identität der Nachrichtenquelle an diese Nachricht. Es stellt die Datenintegrität, die Nachrichtenauthentifizierung und die Nichtabstreitbarkeit insgesamt sicher.

Ich finde das vierte Ziel, Nichtabstreitbarkeit, ich finde es unterscheidend, also erlauben Sie mir bitte, darauf näher einzugehen. Alice könnte zu irgendeinem Zeitpunkt abstreiten, eine Nachricht signiert zu haben, oder Bob könnte fälschlicherweise behaupten, dass eine Nachrichtensignatur von Alice erstellt wurde. Eine digitale Signatur erlaubt es einem unvoreingenommenen vertrauenswürdigen Dritten (der im Voraus vereinbart wurde), den Streit beizulegen, ohne auf die geheimen Informationen der Unterzeichner (private Schlüssel) zugreifen zu müssen.

Das digitale Signatursystem, das Sie in Ihrer Frage angeben, wird als digitale Signatur von der reversiblen Verschlüsselung mit öffentlichen Schlüsseln bezeichnet. Alles in allem sollte jedes digitale Signaturschema die folgenden Eigenschaften haben:

1. Es ist einfach, vom Unterzeichner zu berechnen.
2. Es ist leicht von jedem zu überprüfen.
3. Es ist sicher vor Fälschung, bis es nicht mehr benötigt wird (die Lebensdauer der Unterschrift).

Wie bei Verschlüsselungssystemen hat Kerckhoffs eine Reihe von Anforderungen definiert, die heute noch größtenteils nützlich sind. Bitte lies dir das Wiki durch.

Arten von Funktionen, die in der Kryptographie verwendet werden

In Bezug auf die Arten von Funktionen, die für die Schlüsselgenerierung und die Verschlüsselung / Entschlüsselung verwendet werden, lassen Sie uns noch ein paar Definitionen geben:

1. Eins-zu-Eins-Funktion : Eine Funktion f: X -> Y ist Eins-zu-Eins, wenn jedes Element in Y das Bild von höchstens einem Element in X ist.
2. Auf Funktion : Eine Funktion f: X -> Y ist aktiviert, wenn jedes Element in Y das Abbild mindestens eines Elements in X ist.
3. Bijection-Funktion : Eine Bijektion ist sowohl eins zu eins als auch auf.
4. Unidirektionale Funktion : Eine Funktion f: X -> Y ist unidirektional, wenn f(x) für alle Elemente in X einfach zu berechnen ist, aber für alle Elemente y in Y rechnerisch unmöglich zu finden x so, dass f(x) = y .
5. Trapdoor-Einwegfunktion : Es ist eine Einwegfunktion f: X -> Y , in der das Wissen zusätzlicher Informationen (Trapdoor-Informationen) es möglich macht, nach einer beliebigen y in Y , an x in X so, dass f(x) = y .

Eine Bijektion wird als Werkzeug zum Verschlüsseln von Nachrichten verwendet, und die umgekehrte Bijektion wird zum Entschlüsseln verwendet.

Eine Trapdoor-Einwegfunktion wird für die Schlüsselpaarerzeugung in Kryptosystemen mit öffentlichen Schlüsseln und digitalen Signaturschemata verwendet.

Ein Beispiel für ein Trapdoor-Beton

In RSA ist der öffentliche Schlüssel (e,n) , wobei n =pq und p und q zwei große, eindeutige Primzahlen sind. e wird zufällig im Bereich 1 < e < (p - 1)(q - 1) ausgewählt. Bei Kenntnis von (p - 1)(q - 1) wird der eindeutige private Schlüssel d durch Anwendung des erweiterten euklidischen Algorithmus erhalten. Es ist eine Falltür-Einwegfunktion, die es uns ermöglicht, d von (e,n) zu erhalten.

Wenn Sie (p - 1)(q - 1) nicht kennen und trotzdem d entdecken möchten, müssen Sie n berücksichtigen. Wenn p und q groß sind und sorgfältig ausgewählt werden, sollte das Factoring n nicht praktikabel sein. Dies ist das RSA-Problem (RSAP).

Aber wo ist die Falltür? Wie Sie vielleicht bemerkt haben, ist die Falltür die Faktoren von n . Wenn Sie diese Faktoren kennen, können Sie die Einwegfunktion einfach invertieren und d anzeigen.

Jeder private Schlüssel hat einen öffentlichen Schlüssel und jeder öffentliche Schlüssel hat einen privaten Schlüssel, dessen Zuordnung immer eins zu eins ist.

Das Signieren der Nachricht erstellt nur einen Fingerabdruck für die Nachricht, nur um sicherzustellen, dass der Inhalt nicht geändert wurde, aber es hat keine Auswirkung auf die Nachricht selbst und die Nachricht wird niemals verschlüsselt.

Beim Verschlüsseln der Nachricht wird die Verschlüsselung ausgeführt. Sie können eine Nachricht verschlüsseln und gleichzeitig signieren.

Wie bereits in den anderen Antworten erwähnt, sind öffentlicher und privater Schlüssel miteinander gekoppelt. Tatsächlich haben Sie in vielen Verschlüsselungskontexten ein Zahlenpaar mit bestimmten Eigenschaften und können wählen, welche Sie als privat und welche als öffentlichen Schlüssel verwenden möchten. Daher gibt es hier einen gewissen Grad an Einzigartigkeit. (Details können je nach Algorithmus variieren.)

Wenn Sie jedoch über PKIs sprechen, betrachten Sie oft keine öffentlichen Schlüssel, sondern Zertifikate , bei denen es sich im Wesentlichen um Informationspakete (Aussteller, Betreff, Gültigkeitsintervall, Nutzungsbeschränkungen, ...) handelt Schlüssel. Beim Erstellen von Zertifikaten können Sie natürlich verschiedene Zertifikate für denselben öffentlichen Schlüssel erstellen.

Während also private und öffentliche Schlüssel im Wesentlichen eins zu eins sind, können private Schlüssel und Zertifikate Eins-zu-viele sein.

Vielleicht ist dies der Grund für Ihre Eins-zu-eins-Verwirrung.