Nyckeln till asymmetrisk kryptering

I artikeln ”Kryptoalgoritmer i klartext” i TW2011-05 tittade vi närmare på ett antal vanliga krypteringsalgoritmer. De algoritmerna var alla symmetriska, vilket innebär att samma nyckel används för att kryptera och dekryptera ett meddelande. Sändaren och mottagaren måste känna till och hålla nyckeln hemlig. Om nyckeln kommer i fel händer kan någon annan läsa krypterade meddelanden, eller skicka falska meddelanden.

Svårigheten med att använda ett symmetriskt krypto är att föra över nyckeln utan att den hamnar i fel händer. Det här har varit föremål för mången ansträngning genom historien – mest klassisk är jakten på kod- böcker med nycklar för kryptomaskiner under andra världskriget, till exempel den legendariska Enigma.


Diffie-Hellman var först
1976 publicerade Whitfield Diffie och Martin Hellman en metod för att utväxla en hemlig nyckel mellan två parter över en öppen kanal utan att någon som avlyssnar kanalen kan få tag i nyckeln. Basen för en Diffie Hellman-utväxling är asymmetrisk kryptering, även kallat kryptering med publika nycklar. Den benämningen avslöjar en viktig egenskap – nycklarna som används för att kryptera meddelanden behöver inte hållas hemliga. Tvärtom, de är till för att spridas över världen. Att vara publika.

För att dekryptera ett meddelande krypterat med en publik nyckel krävs ytterligare en nyckel. Det är den nyckeln som är din privata nyckel, och den måste hållas hemlig. Den publika och den privata nyckeln utgör alltså ett nyckelpar. Nycklarna i paret skapas tillsammans och är matematiskt kopplade till varandra. Däremot går det inte att räkna ut den ena nyckeln med hjälp av den andra nyckeln eller genom att titta på det krypterade meddelandet.


Publik eller privat kvittar
Det finns flera olika asymmetriska krypton. För de flesta av dem spelar det ingen roll vilken nyckeln som är publik och vilken som är privat. Den ena nyckeln kan dekryptera vad den andra krypterar. Det viktiga är att skydda den nyckel som väljs som privat nyckel.

Nyckelparet kan även användas omvänt. Om du krypterar ett meddelande med din privata nyckel går det bara att dekryptera med den publika nyckeln. Eftersom du är den enda som ska ha din privata nyckel visar detta att du är avsändare till meddelandet.








Är nyckeln äkta?
Genom att skicka publika nycklar till varandra kan vi alltså kommunicera säkert och även visa vem ett meddelande kommer ifrån. Eller kan vi verkligen det? Hur vet du att den publika nyckel du får verkligen är från mig? Genom att fånga nycklarna när de skickas och ersätta dem med egna nycklar skulle någon kunna ta sig in i vår skyddade kommunikation. Det här kallas för en ”man i mittenattack” – se bilden ovan.

Den här typen av attacker förhindras genom att införa en tredje part som båda parter litar på. Den tredje partens uppgift är att gå i god för att en publik nyckel verkligen tillhör en given part.

Ett exempel på en sådan part är servercertifikat som kan användas för att styrka att en webbplats är äkta. Certifikatet är utställt av en organisation som anses trovärdig, och det går att spåra tillbaka till utställarorganisationen. Rent tekniskt bygger även certifikaten på signering med publika nycklar.

En annan metod är att bygga upp ett nät av parter man litar mer eller mindre mycket på. Genom att en eller flera andra parter går i god för motparten kan du etablera tillit till motparten och dess nyckel. Metoden kallas tillitskedjor eller tillitsnät. Krypteringsprogram som till exempel PGP, Pretty Good Privacy, använder tillitsnät mellan användarna.