Гибри́дная (или комбини́рованная) криптосисте́ма — это система шифрования , совмещающая преимущества криптосистемы с открытым ключом с производительностью симметричных криптосистем . Симметричное шифрование имеет высокую скорость и короткие ключи, но требует передачи ключа в защищённом виде, асимметричное позволяет передавать стойкий ключ открыто, но имеет невысокую производительность. В гибридной же системе симметричный ключ используется для шифрования данных, а асимметричный для шифрования самого симметричного ключа, иначе это называется числовой упаковкой .

Принцип

Криптографические системы используют преимущества двух основных криптосистем: симметричной и асимметричной криптографии. На этом принципе построены такие протоколы, как PGP и TLS .

Основной недостаток асимметричной криптографии состоит в низкой скорости из-за сложных вычислений, требуемых её алгоритмами, в то время как симметричная криптография традиционно показывает высокую скорость работы. Однако симметричные криптосистемы имеет один существенный недостаток — её использование предполагает наличие защищённого канала для передачи ключей. Для преодоления этого недостатка прибегают к асимметричным криптосистемам, которые используют пару ключей: открытый и закрытый .

Пример гибридного алгоритма (схема Диффи-Хелмана)

Этап отправки:

• Алиса генерирует случайный сеансовый ключ
• сообщение Алисы шифруется сеансовым ключом (с помощью симметричного алгоритма)
• сеансовый ключ шифруется открытым ключом Боба (асимметричным алгоритмом)
• Алиса посылает Бобу зашифрованное сообщение и зашифрованный сеансовый ключ

Этап приёма:

• Боб получает зашифрованное сообщение Алисы и зашифрованный сеансовый ключ
• Боб расшифровывает сеансовый ключ своим закрытым ключом
• при помощи полученного, таким образом, сеансового ключа Боб расшифровывает зашифрованное сообщение Алисы

Шифрование

Большинство гибридных систем работают следующим образом. Для симметричного алгоритма ( 3DES , IDEA , AES или любого другого) генерируется случайный сеансовый ключ. Такой ключ как правило имеет размер от 128 до 512 бит (в зависимости от алгоритма) . Затем используется симметричный алгоритм для шифрования сообщения. В случае блочного шифрования необходимо использовать режим шифрования (например CBC), что позволит шифровать сообщение с длиной, превышающей длину блока. Что касается самого случайного ключа, он должен быть зашифрован с помощью открытого ключа получателя сообщения, и именно на этом этапе применяется криптосистема с открытым ключом ( RSA или Алгоритм Диффи — Хеллмана ). Поскольку сеансовый ключ короткий, его шифрование занимает немного времени. Шифрование набора сообщений с помощью асимметричного алгоритма — это задача вычислительно более сложная, поэтому здесь предпочтительнее использовать симметричное шифрование. Затем достаточно отправить сообщение, зашифрованное симметричным алгоритмом, а также соответствующий ключ в зашифрованном виде. Получатель сначала расшифровывает ключ с помощью своего секретного ключа , а затем с помощью полученного ключа получает и всё сообщение .

См. также

• Симметричные криптосистемы
• Криптографическая система с открытым ключом
• Advanced Encryption Standard
• IDEA
• RSA
• Шифросистема Эль-Гамаля
• Алгоритм Диффи — Хеллмана

Примечания