Şifreleme İkiliği: Bir Anahtar mı, İki Anahtar mı?

Yıllarımı kriptografi alanında geçirerek geçirdim ve simetrik ile asimetrik şifreleme arasındaki temel farkları gerçekten anlayan çok az insan olduğunu görmekten sürekli hayret ediyorum. Bunu size tipik kurumsal süslemeler olmadan açıklayayım.

Günümüzde kriptografi esasen iki kampa ayrılmaktadır: simetrik dünya ve asimetrik dünya. Asimetrik tarafın iki ana uygulaması vardır - şifreleme ve dijital imzalar.

Bu sistemler hakkında basit bir gerçek var:

• Simetrik şifreleme: Tek anahtar her şeyi yapar
• Asimetrik şifreleme: Farklı rollere sahip iki farklı anahtar

Ana Fark (Pun Intended)

Temel ayrım göz alıcı derecede basit ama derin bir etkiye sahiptir. Simetrik sistemler, verileri kilitlemek ve kilidini açmak için tek bir anahtar kullanır. Asimetrik sistemler ise, biri açık, diğeri özel olmak üzere iki matematiksel olarak ilişkili anahtar kullanır.

Bu görünüşte önemsiz fark, tamamen farklı bir güvenlik paradigması yaratır. Bu kavramı anlamayan sayısız geliştiricinin bu konuda zorlandığını izledim çünkü sonuçlarını kavrayamıyorlar.

Bir şeyi simetrik anahtar ile şifrelediğimde, aslında o anahtarı paylaştığımda birine evimin anahtarını teslim etmiş oluyorum. Eğer Alice, Bob'a simetrik şifreleme kullanarak mesaj atıyorsa, o anahtarı Bob'a güvenli bir şekilde ulaştırmanın bir yolunu bulması gerekiyor. Eğer birisi o anahtarı iletim sırasında ele geçirirse - oyun bitti! Güvenliğiniz tamamen tehlikeye girmiştir.

Asimetrik şifreleme ile, herkese endişe duymadan halka açık anahtarımı verebilirim. Eğer Alice, Bob'un halka açık anahtarını kullanarak ona mesaj gönderirse, yalnızca Bob'un özel anahtarı bunu çözebilir. Bir hacker Bob'un halka açık anahtarını alırsa bile, hala dışarıda kalır. Bu şık çözüm, simetrik sistemleri rahatsız eden anahtar dağıtım sorununu ele alır.

Kimsenin Bahsetmediği Güvenlik Ticareti

Kitapların göz ardı ettiği bir şey var: asimetrik anahtarlar, eşdeğer güvenlik sağlamak için ÇOK daha uzun olmalıdır. Neden? Çünkü anahtarlar arasındaki matematiksel ilişki nedeniyle.

128 bitlik bir simetrik anahtar, yaklaşık olarak 2048 bitlik bir asimetrik anahtar ile aynı güvenliği sağlar. Bu bir yazım hatası değil - asimetrik anahtarların 16 KAT daha uzun olması gerekiyor! Bu dramatik fark, birçok kriptografi meraklısının kolayca göz ardı ettiği gerçek dünya performans sonuçları yaratıyor.

Hız ve Güvenlik: Sonsuz Savaş

Her iki sistemi de uyguladım ve performans farkı belirgin. Simetrik şifreleme son derece hızlıdır, minimal hesaplama kaynakları gerektirir. Zayıf noktası anahtar dağıtımıdır - o anahtarı güvenli bir şekilde nasıl paylaşabilirsiniz?

Asimetrik şifreleme dağıtım sorununu mükemmel bir şekilde çözüyor ancak performansta ağır bir bedel ödüyor. Bu sistemler, simetrik karşıtlarına kıyasla hesaplama açısından pahalı ve acı verici bir şekilde yavaş.

Gerçek Dünya Uygulamaları

Pratik çözüm? Hibrit sistemler! Güvenli web sitelerini güçlendiren TLS ( gibi gerçek dünya uygulamaları, asimetrik şifreleme kullanarak simetrik bir anahtarın güvenli bir şekilde değişimini sağlar, ardından toplu veri transferi için daha hızlı simetrik şifrelemeye geçer.

ABD hükümeti, hızı ve güvenliği nedeniyle sınıflandırılmış veriler için AES ) simetrik algoritmasını( kullanmaktadır. Bu arada, şifreli e-posta sistemleri, güvenli anahtar değişiminin hızdan daha önemli olduğu için asimetrik şifreleme kullanır.

Kriptopara Yanılgısı

Sürekli karşılaştığım bir rahatsız edici efsane, Bitcoin ve diğer kripto paraların asimetrik şifreleme kullandığıdır. Kullanmazlar! Kamu-özel anahtar çiftlerini kullanıyor olsalar da, bunlar şifreleme için değil, dijital imzalar içindir.

Bitcoin'in dijital imza algoritması )ECDSA( hiçbir şeyi şifrelemez. Bir mesajı şifrelemeden dijital olarak imzalayabilirsiniz - bunlar insanların sürekli olarak karıştırdığı ayrı kavramlardır.

Her iki şifreleme yaklaşımı da hesaplama tehditleri ilerledikçe evrim geçirmeye devam edecektir. Her birinin güvenlik ekosisteminde bir yeri vardır ve hiçbirinin yakında ortadan kalkması muhtemel değildir. Gelecek, her iki sistemin güçlü yönlerinden yararlanan daha sofistike hibrit yaklaşımlar getirecektir.