Для системы с одноразовым ключом длина ключа должна быть не меньше длины шифруемого сообщения. В системах шифрования, использующих алгоритмы, сообщения могут быть намного длиннее ключа. Однако ключ должен быть настолько длинным, чтобы злоумышленник не смог перепробовать все возможные комбинации.
Современные стандарты длины ключей
Длина ключа 128 бит в симметричном шифровании сейчас считается минимальной для надежного шифрования. Соответствующая безопасность для асимметричного шифрования начинается от 2048 бит и более.
Ключи, используемые в криптографии с открытым ключом, имеют математическую структуру. Например, открытые ключи, используемые в RSA, представляют собой произведение двух простых чисел. По этой причине системы с открытым ключом требуют более длинных ключей, чем симметричные системы, для того же уровня безопасности. 3072 бита — это рекомендуемая длина ключа для систем, основанных на факторизации и целочисленных дискретных логарифмах, которые стремятся обеспечить безопасность, эквивалентную 128-битному симметричному ключу.
Применение криптографических ключей
- Интернет-безопасность (SSL/TLS): Ключи используются для обеспечения безопасного соединения между веб-серверами и браузерами.
- Электронная почта (PGP, S/MIME): Криптографические ключи применяются для шифрования и цифровой подписи электронной почты.
- Банковские системы: Используются для защиты транзакций, аутентификации пользователей и шифрования данных.
- Блокчейн и криптовалюты: Ключи обеспечивают безопасность транзакций и данных в распределенных реестрах.
- VPN и защищенные соединения: Применяются для шифрования данных, передаваемых через интернет, обеспечивая конфиденциальность и целостность информации.
- Мобильные устройства и IoT: Ключи обеспечивают безопасность данных на мобильных устройствах и в Интернете вещей.
Криптография на основе эллиптических кривых
Криптография на основе эллиптических кривых (ECC) позволяет использовать более короткие ключи с аналогичной безопасностью. Например, 256-битный ключ ECC обеспечивает уровень безопасности, эквивалентный 3072-битному ключу RSA. Эти алгоритмы получили широкое распространение благодаря своей эффективности и высокой степени защиты.
Выбор ключа
Чтобы ключ не был найден, необходимо генерировать действительно случайные ключи, которые должны иметь достаточную энтропию. Задача генерации действительно случайных чисел безопасным способом решается с использованием различных методов в современных криптографических системах. Существует RFC, посвященный генерации случайных чисел. Некоторые операционные системы включают в себя инструменты для получения энтропии за счет синхронизации непредсказуемых операций, таких как движения считывающей головки жесткого диска.
Рекомендации для генерации ключей
- Генерация ключей с использованием методов высокой энтропии
- Использование Key Derivation Functions (KDF) с добавлением Salt для повышения безопасности
- Регулярное обновление ключей для предотвращения компрометации
Когда пароль используется в качестве ключа шифрования, в хорошо построенных криптосистемах он сначала передается через функцию получения ключа, которая добавляет инициализацию, называемую Salt, и сжимает или расширяет последовательность до желаемой длины ключа.