Симетричне шифрування vs асиметричне шифрування: таблиця для розуміння відмінностей

Коли мова йде про шифрування, на ринку є два основних способи: симетричне шифрування та асиметричне шифрування. Здається, це складно, але насправді основна різниця полягає в одному реченні — один використовує один і той же ключ, а інший використовує два різних ключі.

Основні відмінності: Кількість ключів

Симетричне шифрування дуже просте: ви використовуєте ключ A для шифрування інформації, а отримувач також використовує ключ A для дешифрування. Це як домовитися з другом про один і той же пароль для відкриття сейфа.

Непарне шифрування є більш розумним: шифрування за допомогою відкритого ключа, розшифровка за допомогою закритого ключа. Наприклад, якщо Аліса хоче надіслати Бобу конфіденційне повідомлення, вона шифрує його за допомогою відкритого ключа Боба (який можна публічно ділитися), і лише закритий ключ, який має Боб, може його розшифрувати. Навіть якщо хтось перехопить відкритий ключ, це не має сенсу, оскільки відкритий ключ може лише шифрувати, але не розшифровувати.

Безпека PK

Тут є цікаве порівняння даних:

• Симетричне шифрування: 128-бітний ключ може досягти базового стандарту безпеки
• Некомерційне шифрування: потрібно 2048 біт ключа, щоб досягти такого ж рівня безпеки

Чому? Тому що між двома ключами асиметричного шифрування існує математичний зв'язок, зловмисник може скористатися цим недоліком, намагаючись зламати його, тому необхідно використовувати довші ключі, щоб компенсувати це.

Швидкість та застосування

Симетричне шифрування виграє в швидкості — американський уряд використовує AES (стандарт шифрування високого рівня) для захисту конфіденційних документів. Недолік полягає в тому, що ризик розподілу ключів великий, кожен отримувач повинен отримати один і той же ключ, і якщо він буде витікати, це буде катастрофа.

Асиметричне шифрування виграє за безпекою — шифрування електронної пошти, протокол SSL/TLS покладаються на нього. Недолік — низька продуктивність, потрібні більші обчислювальні потужності.

Реальне рішення - це змішане використання - більшість інтернет-комунікацій (https) насправді є поєднанням двох видів: спочатку використовують асиметричне шифрування для обміну симетричними ключами, а потім використовують симетричне шифрування для передачі великих обсягів даних. І риба, і ведмідь.

Як використовується блокчейн?

Тут є поширене непорозуміння: багато людей вважають, що Bitcoin використовує асиметричне шифрування. Насправді це не зовсім так.

Публічний ключ-базовий ключ Bitcoin дійсно походить з асиметричного шифрування, але він використовує цифровий підпис (алгоритм ECDSA), а не шифрування. Підпис використовується для підтвердження того, що ви є справжнім власником транзакції, а не для приховування даних. Простими словами, цифровий підпис ≠ шифрування, обидва належать до “асиметричного шифрування” як великої родини, але їхні цілі різні.

Підсумок

Симетрія проти асиметрії, немає абсолютного “краще”, є лише “більш придатне”:

• Потрібна швидкість? Використовуйте симетричне
• Потрібно безпечно розподілити ключі? Використовуйте асиметричне
• Шукаєте стабільність? Два в одному

З появою нових загроз, таких як квантові обчислення, ці дві системи продовжать еволюціонувати, але в короткостроковій перспективі їм доведеться покладатися на них для захисту безпеки даних.