Різниця між гомоморфним шифруванням та несиметричним шифруванням

Я захоплююся технологіями шифрування вже багато років, і, чесно кажучи, я вважаю, що існує багато хибних уявлень про них! Дозвольте мені поділитися своїм досвідом і думками з цього захоплюючого питання.

Системи шифрування поділяються на два основні типи: симетричне шифрування та асиметричне шифрування. Останнє включає два випадки: асиметричне шифрування та цифрові підписи.

Ці сфери можна поділити таким чином:

• симетричне шифрування ( з одним ключем )
• шифрування з відкритим ключем (або шифрування з відкритим ключем )
  • шифрування несиметричне
  • цифрові підписи

Суттєва різниця

Основна різниця між цими двома методами дуже проста, але важлива! Симетричне шифрування використовує один ключ для шифрування та дешифрування, тоді як асиметричне шифрування базується на двох різних ключах, пов'язаних математично. Ця проста різниця створює величезні відмінності у використанні, безпеці та ефективності.

Ключі та їхня робота

Алгоритми шифрування створюють ключі у вигляді послідовностей бітів для шифрування та розшифрування інформації. У симетричному шифруванні використовується один і той же ключ для обох функцій, тоді як у асиметричному шифруванні є "публічний ключ" для шифрування, який можна ділити з будь-ким, та "приватний ключ" для розшифрування, який слід зберігати в таємниці.

Уявіть, що Аліс хоче надіслати зашифроване повідомлення Бобу! Якщо вона використає симетричне шифрування, їй спочатку потрібно буде надіслати ключ безпечно, і тут виникає проблема! Будь-яке перехоплення ключа означає зламування повідомлень.

Але за допомогою асиметричного шифрування Аліса може використовувати відкритий ключ Боба (, доступний для всіх ), щоб зашифрувати повідомлення, і Бобу знадобиться лише його приватний ключ, щоб його прочитати. Це набагато безпечніше, оскільки приватний ключ ніколи не передається!

Довжина ключа та безпека

Питання довжини ключа є цікавим! Симетричні ключі зазвичай мають 128 або 256 біт, тоді як асиметричні ключі потребують значно більших довжин, таких як 2048 біт, щоб забезпечити той же рівень безпеки. Чому? Математичний зв'язок між відкритим і закритим ключами створює шаблон, який можуть використати зловмисники, якщо ключ короткий.

Переваги та недоліки обох типів

Симетричне шифрування швидке та ефективне з точки зору обчислень, але його найбільша проблема полягає в розподілі ключів. Як безпечно надіслати ключ іншій стороні?

Натомість, асиметричне шифрування чудово вирішує проблему розподілу ключів, але воно дуже повільне і споживає великі обсяги обчислювальних ресурсів. Тому його рідко використовують окремо для шифрування великих обсягів даних.

Практичні застосування

Симетричне шифрування використовується для захисту конфіденційних та чутливих даних завдяки своїй швидкості, наприклад, стандарту шифрування (AES), який використовується урядом США.

Під час застосування, таких як зашифроване електронне повідомлення, асиметричне шифрування є більш бажаним, оскільки конфіденційність важливіша за швидкість.

Найрозумніше - це використовувати гібридну систему! Протоколи TLS (, які використовуються на веб-сайтах ), поєднують два типи: шифрування з нерівними ключами для безпечного обміну ключами, а потім симетричне шифрування для фактичних даних. Це найкраще з обох світів!

Цифрові валюти та шифрування

Існує хибне уявлення, що блокчейн завжди використовує асиметричне шифрування. Правда набагато складніша! Так, криптовалютні гаманці використовують технології шифрування, але сам біткойн використовує цифрові підписи (ECDSA), а не шифрування в традиційному сенсі.

Цифровий підпис може довести право власності на повідомлення без його шифрування, і саме це відбувається у біткоїні. Це пояснює, чому помилково описувати блокчейн як "повністю зашифровану" систему!

В кінці кінців, обидві системи є необхідними для нашого сучасного цифрового світу, і я вважаю, що майбутнє принесе ще більше розвитку в науках шифрування для протистояння зростаючим безпековим викликам, особливо з огляду на загрози, пов'язані з квантовими обчисленнями.