Allt du behöver veta om Diffie-Hellman Key Exchange kontra RSA

Vad är Diffie-Hellman (DH) nyckelutbyte?

Diffie-Hellman (DH), även känt som exponentiellt nyckelutbyte, publicerades 1976. DH-nyckelutbyte är ett nyckelutbytesprotokoll som gör det möjligt för sändare och mottagare att kommunicera via en offentlig kanal för att upprätta en gemensam hemlighet utan att överföras via internet. DH genererar säkert en unik sessionsnyckel för kryptering och dekryptering som har den ytterligare egenskapen framåtriktad sekretess.

Kort sagt, tricket är att använda en matematisk funktion som är lätt att beräkna i en riktning men mycket svår att vända, även när vissa aspekter av utbytet är kända.

Som ett typiskt exempel med Alice och Bob:

• Låt oss säga att Alice och Bob kom överens om en slumpmässig färg, "gul", till att börja med.
• Alice och Bob väljer en egen färg för sig själva, och de låter inte den andra parten veta vilken färg de valt. Låt oss anta att Alice väljer "röd" och Bob väljer "Aqua".
• Därefter kombinerar Alice och Bob sin hemliga färg (Alice-röd; Bob: Aqua) med den "gula" ("Vanlig färg").
• När de har kombinerat färgerna skickar de resultatet till den andra parten. Till exempel får Alice "Himmelsblå" och Bob får "orange".
• När de har fått sina partners kombinerade resultat lägger de sedan till sina hemliga färger. Till exempel lägger Alice till himmelsblått till det röda och Bob lägger till Aqua till det orange.
• Som ett resultat får de båda samma färg, "Brun".

Den avgörande delen av DH-nyckelutbytet är att båda parter får samma färg utan att någonsin skicka den gemensamma hemligheten över kommunikationskanalen. Om en angripare försöker lyssna på utbytet är det därför svårt för angriparen att hitta de två färgerna som används för att få den blandade färgen (brun).

Används Diffie-Hellman-nyckelutbytet i modern kryptografi?

Ja, Diffie-Hellman används i modern krypto. Det är standarden för att generera en sessionsnyckel offentligt. Algoritmen har en hög processorbelastning; den används inte för bulk- eller strömkryptering utan snarare för att skapa den initiala sessionsnyckeln för att starta den krypterade sessionen. Därefter, under skydd av denna sessionsnyckel, förhandlar och byter andra kryptografiska protokoll nycklar för resten av den krypterade sessionen. Tänk på DH som en dyr metod för att överföra den initiala hemligheten. Mer effektiva och specialiserade kryptografiska algoritmer kan skydda sekretessen för resten av sessionen.

Användningsområden för Diffie-Hellman

DH är ett av de mest populära protokollen för nyckelutbyte. Det finns olika användningsområden för DH för att stödja programvara och hårdvara.

• När man använder DH-nyckelutbyte har avsändaren och mottagaren ingen förkunskap om varandra.
• Kommunikation kan ske via en osäker kanal.
• Public Key Infrastructure (PKI)
• Secure Socket Layer (SSL)
• Transport Layer Security (TLS)
• Secure Shell (SSH)
• Internet Protocol Security (IPsec)

Begränsningar av Diffie-Hellman

• Autentiserar inte någon av parterna som är involverade i utbytet.
• Den kan inte användas för asymmetriskt utbyte.
• Den kan inte användas för att kryptera meddelanden.
• Den kan inte användas som en digital signatur.

Vad är RSA-algoritmen?

RSA -algoritmen används för att utföra kryptografi med publik nyckel. I RSA-algoritmen krypterar avsändaren (Bob) data som ska överföras med sin publika nyckel, och mottagaren (Alice) dekrypterar den krypterade informationen med sin privata nyckel.

Ett typiskt exempel på hur kryptografi med offentlig nyckel fungerar?

Kryptografi med offentlig nyckel använder två nycklar, en nyckel för att kryptera informationen och den andra nyckeln för att dekryptera den. Datasändaren behåller den privata hemliga nyckeln och skickar den offentliga nyckeln till alla mottagare av informationen. Diagrammet nedan visar hur kryptografi med offentlig nyckel fungerar.

• Bob använder Alices offentliga nyckel för att kryptera meddelandet och skickar det till Alice.
• Alice kommer att använda sin privata nyckel för att dekryptera meddelandet och hämta klartexten.

Användningsområden för RSA

RSA har använt kryptografi i stor utsträckning i en nätverksmiljö och stöder programvaran och hårdvaran som nämns nedan:

• Garanterar konfidentialitet, integritet och autentisering av elektronisk kommunikation.
• Säker elektronisk kommunikation.
• RSA används i säkerhetsprotokoll som IPsec, TLS / SSLoch SSH.
• Används för att signera en digital signatur.
• Höghastighets- och enkel kryptering.
• Lätt att implementera och förstå.
• Det förhindrar att tredje part avlyssnar meddelanden.

Begränsningar med RSA

• Förlängd nyckelgenerering.
• Sårbar när det gäller nyckelutbyte om den är dåligt implementerad.
• Långsam signerings- och dekrypteringsprocess.
• RSA erbjuder inte perfekt framåtriktad sekretess

Diffie-Hellman Key Exchange kontra RSA

En asymmetrisk nyckel eller offentlig nyckelkryptografisk algoritm är mycket överlägsen symmetrisk nyckelkryptografi när det gäller säkerheten för konfidentiella data. Den asymmetriska nyckeln inkluderar många kryptografiska algoritmer. Både Diffie-Hellman Key Exchange och RSA har fördelar och nackdelar. Båda algoritmerna kan modifieras för bättre prestanda. RSA kan kombineras med ECC för att förbättra säkerhet och prestanda. DH kan integreras med digitala och offentliga nyckelcertifikat för att förhindra attacker.

Driftparametrar	RSA	Diffie-Hellman (DH) nyckelutbyte
Krypteringsalgoritm för offentlig nyckel	RSA använder krypteringsalgoritmen med offentlig nyckel.	DH använder också krypteringsalgoritmen Public-key.
Syfte	Tillräckligt med lagringsutrymme för kommersiella ändamål som onlineshopping.	Tillräckligt med lagringsutrymme för kommersiella ändamål.
Autentisering	Garanterar konfidentialitet, integritet och autentisering av elektronisk kommunikation.	Autentiserar inte någon av parterna som är inblandade i utbytet
Nyckelstyrka	RSA 1024-bitar är mindre robust än Diffie-Hellman.	Diffie-Hellman 1024-bitars är mycket robustare.
Attacker	Känslig för låg exponent, typisk modul och cyklisk attack.	Känslig för man-i-mitten-attack.
Framåtsekretess	RSA erbjuder inte perfekt framåtriktad sekretess.	Framåtriktad sekretess finns i DH-nyckelutbyte.

Slutsats

Även om Diffie-Hellman-nyckelutbytet kan verka komplext är det grundläggande för säkert datautbyte online. Så länge det implementeras tillsammans med en lämplig autentiseringsmetod och numren har valts ut på rätt sätt anses det inte vara sårbart för attacker. DH-nyckelutbytet var en innovativ metod för att hjälpa två okända parter att kommunicera säkert när det utvecklades 1976. Även om vi nu implementerar nyare versioner med större nycklar för att skydda mot modern teknik, ser själva protokollet ut att fortsätta vara säkert fram till kvantberäkningens ankomst och de avancerade attacker som kommer att följa med det.

RSA ger inte perfekt framåtriktad sekretess, vilket är ytterligare en nackdel jämfört med det kortlivade Diffie-Hellman-nyckelutbytet. Sammantaget är dessa skäl varför det i många situationer är bäst att endast tillämpa RSA i samband med Diffie-Hellman-nyckelutbytet.

Alternativt kan DH-nyckelutbytet kombineras med en algoritm som Digital Signature Standard (DSS) för att tillhandahålla autentisering, nyckelutbyte, konfidentialitet och kontrollera dataintegriteten. I en sådan situation är RSA inte nödvändigt för att säkra anslutningen.

Säkerheten för både DH och RSA beror på hur de implementeras. Det är inte lätt att komma fram till vilken som är överlägsen den andra. Vanligtvis föredrar man RSA framför DH och vice versa baserat på interoperabilitetsbegränsningar och beroende på sammanhanget.

Resurser:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Diffie%E2%80%93Hellman_key_exchange