PGP technológia - a titkosításról dióhéjban

A titkosítás célja: bizalmas információk továbbítása egy nem biztonságos közegen keresztül (pl. Internet) egy erre alkalmas algoritmus segítségével. A nyilvános kulcsú titkosítás alapgondolata az, hogy olyan partnerek közti kommunikáció esetén is gyakorlati titkosságot tud nyújtani, akik az üzenetváltás elott semmiféle titkos kulcsot nem cseréltek egymással.

Szimmetrikus titkosítás

A titkosítás kiindulópontjának az egykulcsos rendszereket (szimmetrikus) tekinthetjük, amelyek még ma is jelentős szerepet játszanak a kriptográfiában. Jelentősebb képviselői a TripleDES (168 bit), AES, TwoFish és az IDEA (128 bit) algoritmusok. A szimmetrikus titkosítás előnye a gyorsaság, hátránya viszont a legfőbb tulajdonságából származik: a titkosításhoz és kódoláshoz ugyanaz a kulcs használatos, így azt a feladónak és a címzettnek is ismernie kell. A jelszót (kulcsot) biztonságosnak vélt úton kell eljuttatni a másik félhez, például személyes találkozáskor, ami persze nem minden esetben kivitelezhető. Más megoldás nem lévén ez az út valószínűleg ugyanaz a nem biztonságos csatorna lesz, amelyen a további kommunikáció is folyna. Ez a tény azonban megnehezíti az azonnali és globális kommunikációt.

Aszimmetrikus titkosítás

A módszer alapja egy 1977-ben született matematikai megoldás. Legismertebb megvalósítása az RSA algoritmus, amelynek kidolgozása három matematikus nevéhez fűződik (Rivest, Shamir és Adleman). Lényege: minden felhasználó (feladó és címzett egyaránt) rendelkezik egy kulcspárral, ami egy nyilvános (public) és egy titkos (private) kulcsot tartalmaz. A nyilvános kulcs a titkosításhoz, a privát kulcs a visszafejtéshez használatos. Fontos megjegyezni, hogy a két kulcs egymásból nem számítható ki, vagyis nem állítható elő a nyilvános kulcsból a titkos kulcs.

Gyakorlati működése: a titkos kulcsot optimális esetben csak tulajdonosa ismerheti, viszont publikus kulcsát minél szélesebb körben ismertté kell tennie, hiszen így tudnak neki -címzettnek- titkosított üzenetet küldeni. A két kulcs egymást kiegészítve működik; a címzett nyilvános kulcsával titkosítjuk az üzenetet, amit rajta kívül más nem tud elolvasni, hiszen csak ő rendelkezik a visszafejtést végző titkos kulccsal. A módszer erősségét a szimmetrikus kulcsos titkosítás hátrányának kiküszöbölése adja: azok is tudnak titkosított üzeneteket váltani, akik nem ismerik egymást (elég, ha előzőleg kicserélték nyilvános kulcsaikat). Ez a csere történhet Interneten keresztül is, hiszen attól, hogy valaki megszerzi a nyilvános kulcsunkat még nem fér hozzá bizalmas információkhoz. További előnyös tulajdonsága, a digitális aláírás készítésének lehetősége, mely opciót a hitelességvizsgálat céljából érdemes kihasználni.

Titkos kulcs Minden kulcspár egy titkos (magánkulcs) és egy nyilvános kulcsból áll. A titkos kulcsot csak a kulcspár tulajdonosa ismeri. A titkos kulcsot használjuk a nekünk küldött kódolt üzenetek visszafejtésére és elektronikus leveleink digitális aláírására.

Nyilvános kulcs A nyilvános kulcs arra szolgál, hogy a rejtjelezett üzeneteket tudjunk váltani partnereinkkel. A nyilvános kulcsot használjuk a kódolt üzenetek készítésekor és a digitálisan aláírt levelek hitelességének ellenőrzésekor. A hatékony levelezés érdekében a nyilvános kulcsot minél szélesebb körben kell ismertté tenni. A nyilvános kulcsból nem számítható ki a titkos kulcs, és nem alkalmas a rejtjelzett üzenet visszafejtésére sem; az üzenetet csak az tudja elolvasni, akinek birtokában van a titkos kulcs.

Session key (egyszer használatos titkosító kulcs) Hibrid titkosítási módszer alkalmazásakor az ideiglenes titkosító kulcs, amelyet a nagy adatmennyiséget jelentő üzenettörzs vagy csatolt állomány szimmetrikus algoritmussal történő kódolásakor használunk (gyors), majd a kulcsot aszimmetrikus (erős) algoritmus használatával szintén kódoljuk.

Pótlólagos visszaállító kulcs (ADK - Additional Decryption Key) Szükség esetén (általában vállalati környezetben) az üzenetet nem csak a címzett nyilvános kulcsával, hanem az ADK-val (pontosabban az ADK kulcspár nyilvános kulcsával) is titkosítjuk. Így az üzenetet nemcsak a címzett, hanem az ADK tulajdonosa is elolvashatja.

Kulcs-felosztás (key splitting) Az ADK-val történő visszaélések megelőzésére az ADK funkciót ki lehet egészíteni a kulcs-felosztással is. Ebben az ADK titkos része nem egy, hanem több személy birtokában van, és egy ADK-val titkosított üzenet elolvasásához mindannyiuk jelenléte szükséges. Így elkerülhető az a helyzet, hogy a cégnél valakinek egy minden üzenet felnyitására alkalmas mesterkulcsa legyen.

Hogyan működik a PGP?

A PGP működése a két titkosítási módszer kombinációjaként létrejött úgynevezett hibrid titkosításon alapul. A módszer egyesíti a szimmetrikus titkosítás gyorsaságát az aszimmetrikus titkosítás biztonságával. A PGP a titkosítási eljárás során tömöríti a titkosítani kívánt adatot, majd azt egy véletlen generálású kulccsal (session key) titkosítja. Ez a folyamat még nagy méretű adatfolyam esetében is gyorsnak tekinthető, hiszen a hibrid titkosítás ezen részében szimmetrikus algoritmussal történik a kódolás. Következő lépésként a session kulcs kerül titkosításra, ez azonban már a az aszimmetrikus titkosításból ismert publikus kulccsal lesz titkosítva. Így létrejön egy olyan csomag, amely tartalmazza a titkosított adatot és a visszafejtéshez szükséges kulcsot - titkosítva.

Az üzenet titkosításának lépései:

• Tömörítés
• Szimmetrikus titkosítás egy véletlen generálású kulccsal (session key)
• A véletlen generálású kulcs (session key) titkosítása a címzett nyilvános kulcsával (aszimmetrikus titkosítás) - mivel a session kulcs kis méretű, a titkosítás gyorsan megtörténik
• Küldés

A titkosítás lépései

A titkosított üzenet visszafejtése a címzettnél fordított sorrendben történik

• Üzenet fogadása
• A véletlen generálású kulcs (session key) visszafejtése a címzett titkos kulcsával (aszimmetrikus eljárás)
• Az üzenet visszafejtése a véletlen generálású kulcs (session key) segítségével
• Megjelenítés

A visszafejtés folyamata

Digitális aláírás

A digitális aláírás segítségével a címzett meggyőződhet a neki küldött üzenet hitelességéről. Vagyis arról, hogy a levél feladója tényleg az, akinek mondja magát, és a levél tartalma továbbítás közben nem változott meg. Ennek megvalósításához egy ún. hash függvényt alkalmaznak, amely az üzenetből egy kis méretű ellenőrző összeget készít. Ha valaki akár egy karakternyit változtat az üzenetben, a hash függvény más ellenőrző összeget fog létrehozni a feladó, illetve a címzett oldalán. Mivel az ellenőrző összeg az üzenet részeként jut el a címzetthez, az ellenőrzés során azonnal kiszűrhető az esetleges módosítás.

• Aláírás a feladó titkos kulcsával
• Ellenőrző összeg készítése és beillesztése az üzenetbe
• Küldés
• Fogadás
• Ellenőrzés a feladó nyilvános kulcsával

A digitális aláírás és az üzenet hitelességének ellenőrzése