Механизм распределения открытых ключей

Широкое распространение асимметричных алгоритмов шифрования вызвано необходимостью иметь два ключа - открытый для зашифровывания (хотя в случае применения асимметричного алгоритма с целью организации, например электронно-цифровой подписи, открытый ключ может использоваться для расшифровывания) и закрытый для расшифровывания.

Соответственно, вводя понятие открытого ключа, то есть ключа, потенциально известного всем, мы избавляемся от необходимости решать сложную задачу обмена секретными ключами. Так, например, в некоторых случаях необходимость хранить секретные ключи приводит к образованию больших объемов статистической информации, что порой практически неосуществимо. Такое, в частности, может случиться при необходимости использования сети Internet как среды передачи данных и - одновременно -при желании иметь должный уровень безопасности.
Следовательно, имея в своем распоряжении механизм распределения открытых ключей (заметим, что данная задача с практической точки зрения наиболее осуществима, нежели задача обмена секретными ключами), мы можем послать ключ по открытым каналам связи и затем установить защищенный канал передачи данных, пусть даже при этом возникнут проблемы обеспечения безопасности открытых ключей. Злоумышленник в случае такого обмена или при хранении ключей в открытых справочниках старается подменить их, что может привести к установлению ложной связи, и применять их вместо легального пользователя, чей открытый ключ был скомпрометирован. Пути и методы решения данной проблемы будут рассмотрены ниже, в разделе, посвященном обмену ключевой информацией.

Развитием идеи односторонних функций явилось построение односторонних функций с секретом. Такой функцией называется f(x) - у, значение которой, как и в предыдущем случае, легко вычислить, тогда как обратное значение без знания некоторого секрета трудно вычислить. Знание же секрета позволяет достаточно просто реализовывать операцию обращения односторонних функций с секретом. На практике при применении асимметричного алгоритма шифрования в роли секретного ключа выступает само знание секрета, а в роли открытого ключа - знание процедуры вычисления односторонней функции с секретом.
Вместе с тем необходимо отметить, что стойкость большинства современных асимметричных алгоритмов базируется на двух математических проблемах, которые на данном этапе являются трудно-вычисляемыми даже для метода «грубой силы»:
- дискретное логарифмирование в конечных полях;
- факторизация больших чисел.
Поскольку на сегодняшний день не существует эффективных алгоритмов решения данных задач либо их решение требует привлечения больших вычислительных ресурсов или временных затрат, эти математические задачи нашли широкое применение в построении асимметричных алгоритмов. Их стойкость рассматривается как возможность свести проблему вскрытия алгоритмов к решению одной из вышеперечисленных математических головоломок.