Для системи з одноразовим ключем довжина ключа повинна бути не менше довжини повідомлення, що шифрується. У системах шифрування, що використовують алгоритми, повідомлення можуть бути набагато довшими за ключ. Однак ключ має бути настільки довгим, щоб зловмисник не зміг перепробувати всі можливі комбінації.
Сучасні стандарти довжини ключів
Довжина ключа 128 біт у симетричному шифруванні зараз вважається мінімальною для надійного шифрування. Відповідна безпека асиметричного шифрування починається від 2048 біт і більше.
Ключі, які у криптографії з відкритим ключем, мають математичну структуру. Наприклад, відкриті ключі, що використовуються в RSA, є добутком двох простих чисел. Тому системи з відкритим ключем вимагають більш довгих ключів, ніж симетричні системи, для того ж рівня безпеки. 3072 біта — це рекомендована довжина ключа для систем, заснованих на факторизації та цілих дискретних логарифмах, які прагнуть забезпечити безпеку, еквівалентну 128-бітному симетричному ключу.
Застосування криптографічних ключів
- Безпека Інтернету (SSL/TLS) : Ключі використовуються для забезпечення безпечного з’єднання між веб-серверами та браузерами.
- Електронна пошта (PGP, S/MIME) : Криптографічні ключі використовуються для шифрування та цифрового підпису електронної пошти.
- Банківські системи : Використовуються для захисту транзакцій, автентифікації користувачів та шифрування даних.
- Блокчейн та криптовалюти : Ключі забезпечують безпеку транзакцій та даних у розподілених реєстрах.
- VPN та захищені з’єднання : Застосовуються для шифрування даних, що передаються через Інтернет, забезпечуючи конфіденційність та цілісність інформації.
- Мобільні пристрої та IoT : Ключі забезпечують безпеку даних на мобільних пристроях та в Інтернеті речей.
Криптографія на основі еліптичних кривих
Криптографія на основі еліптичних кривих (ECC) дозволяє використовувати коротші ключі з аналогічною безпекою. Наприклад, 256-бітний ключ ECC забезпечує рівень безпеки, еквівалентний 3072-бітному ключу RSA. Ці алгоритми набули широкого поширення завдяки своїй ефективності та високому ступеню захисту.
Вибір ключа
Щоб ключ не знайдено, необхідно генерувати дійсно випадкові ключі, які повинні мати достатню ентропію. Завдання генерації дійсно випадкових чисел у безпечний спосіб вирішується з використанням різних методів у сучасних криптографічних системах. Існує RFC, присвячений генерації випадкових чисел. Деякі операційні системи включають інструменти для отримання ентропії за рахунок синхронізації непередбачуваних операцій, таких як руху зчитує голівки жорсткого диска.
Рекомендації для створення ключів
- Генерація ключів із використанням методів високої ентропії
- Використання Key Derivation Functions (KDF) з додаванням Salt для підвищення безпеки
- Регулярне оновлення ключів для запобігання компрометації
Коли пароль використовується як ключ шифрування, в добре побудованих криптосистем він спочатку передається через функцію отримання ключа, яка додає ініціалізацію, звану Salt, і стискає або розширює послідовність до бажаної довжини ключа.