Разница между гомоморфным шифрованием и асимметричным шифрованием

Я увлечен технологиями шифрования уже много лет, и, честно говоря, я нахожу, что существует много заблуждений о них! Позвольте мне поделиться своим опытом и мнениями по этой захватывающей теме.

Системы шифрования делятся на два основных типа: симметричное шифрование и асимметричное шифрование. Последнее включает в себя два случая: асимметричное шифрование и цифровые подписи.

Эти области можно разделить следующим образом:

• симметричное шифрование ( с одним ключом )
• шифрование несимметричное ( или шифрование открытым ключом )
  • шифрование несимметричное
  • цифровые подписи

Существенная разница

Основное различие между этими двумя методами очень простое, но важное! Симметричное шифрование использует один ключ для шифрования и расшифровки, в то время как асимметричное шифрование основывается на двух различных ключах, математически связанных друг с другом. Это простое различие создает огромные различия в использовании, безопасности и эффективности.

Ключи и их работа

Алгоритмы шифрования создают ключи в виде последовательностей битов для шифрования и дешифрования информации. В симметричном шифровании используется один и тот же ключ для обеих функций, тогда как в асимметричном шифровании есть "открытый ключ" для шифрования, который можно поделиться с кем угодно, и "закрытый ключ" для дешифрования, который должен оставаться в секрете.

Представьте, что Алиса хочет отправить зашифрованное сообщение Бобу! Если она использует шифрование, она сначала должна безопасно отправить ключ, и вот в чем проблема! Любое перехватывание ключа означает компрометацию сообщений.

Однако, используя асимметричное шифрование, Элис может использовать открытый ключ Боба (, доступный всем ), для шифрования сообщения, и Бобу понадобится только его закрытый ключ для его прочтения. Это гораздо безопаснее, потому что закрытый ключ никогда не передается!

Длина ключа и безопасность

Вопрос длины ключа интересен! Симметричные ключи обычно имеют длину 128 или 256 бит, в то время как асимметричным ключам требуется значительно большая длина, например, 2048 бит, чтобы обеспечить тот же уровень безопасности (. Почему? Математическая связь между открытым и закрытым ключами создает шаблон, который могут использовать злоумышленники, если ключ короткий.

Плюсы и минусы обоих типов

Симметричное шифрование быстрое и эффективно с точки зрения вычислений, но его главная проблема заключается в распределении ключей. Как безопасно отправить ключ другой стороне?

В свою очередь, асимметричное шифрование великолепно решает проблему распределения ключей, но оно очень медленное и требует больших вычислительных ресурсов. Именно поэтому оно редко используется само по себе для шифрования большого объема данных.

Практические применения

Симметричное шифрование используется для защиты конфиденциальных и чувствительных данных из-за своей скорости, например, стандарта шифрования AES ), который применяется правительством США.

В то время как асимметричное шифрование предпочтительнее для таких приложений, как зашифрованная электронная почта, где конфиденциальность важнее скорости.

Самое умное – это использование гибридной системы! Протоколы TLS (, используемые на веб-сайтах ), сочетают оба типа: шифрование с асимметричным ключом для безопасного обмена ключами, а затем симметричное шифрование для фактических данных. Это лучшее из обоих миров!

Цифровые валюты и шифрование

Существует заблуждение, что блокчейн всегда использует асимметричное шифрование. На самом деле всё более сложно! Да, криптовалютные кошельки используют техники шифрования, но сам биткойн использует цифровые подписи (ECDSA), а не шифрование в традиционном смысле.

Цифровая подпись может подтвердить право собственности на сообщение без его шифрования, и именно это происходит в биткойне. Это объясняет, почему ошибочно описывать блокчейн как полностью "шифрованные" системы!

В конечном итоге, обе системы необходимы для нашего современного цифрового мира, и я думаю, что будущее увидит дальнейшее развитие наук о шифровании для противодействия растущим угрозам безопасности, особенно с учетом надвигающихся угроз квантовых вычислений.