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O mistério não resolvido da criptografia: como gerar chaves com segurança em um ambiente sem confiança?
Na era digital de hoje, a segurança de dados se tornou cada vez mais importante. Com o aumento das comunicações em rede e o desenvolvimento da tecnologia, a questão de como gerar chaves com segurança em um ambiente sem confiança atraiu a atenção de muitos pesquisadores e especialistas. O acordo de chaves em criptografia se tornou a chave para resolver essa necessidade. Atualmente, uma variedade de protocolos importantes foram propostos para resolver problemas de segurança em diferentes ambientes, garantindo assim a confidencialidade das comunicações e a integridade dos dados.
O acordo de chave é um protocolo que permite que duas ou mais partes gerem em conjunto uma chave criptográfica com base nas informações fornecidas por cada parte, sem que nenhuma das partes possa predeterminar o valor resultante.
A definição de protocolo de chave pode ser dividida em duas categorias: acordo de chave e troca de chave. O acordo de chave exige que todos os participantes honestos influenciem conjuntamente a geração final da chave, enquanto a troca de chaves geralmente envolve uma parte gerando uma chave e transmitindo-a para outras partes. Tal design pode levar a potenciais problemas de segurança em um ambiente não confiável. Por exemplo, muitos sistemas tradicionais de troca de chaves não conseguem estabelecer confiança entre as partes participantes, tornando-os vulneráveis a ataques do tipo man-in-the-middle.
Troca de Chave Exponencial
De todos os acordos de chave pública, o protocolo de troca de chaves Diffie–Hellman é o primeiro a atender aos requisitos acima. O protocolo usa números aleatórios para executar operações exponenciais em um gerador para gerar com segurança uma chave compartilhada.
Esse recurso torna o Diffie–Hellman um dos algoritmos de troca de chaves mais amplamente utilizados, mas sua principal desvantagem é a falta de autenticação de identidade das partes participantes, o que o torna ainda vulnerável a ataques do tipo man-in-the-middle.Um bisbilhoteiro não pode determinar efetivamente o valor final usado para gerar o segredo compartilhado.
Acordo de Chave Simétrica
Acordo de Chave Simétrica (SKA) é outro tipo de acordo de chave que usa algoritmos de criptografia simétrica e funções de hash criptográficas para gerar chaves. Esses protocolos exigem que algum segredo inicial seja mantido entre as partes durante o processo de geração de uma chave compartilhada.
é o protocolo de chave simétrica Needham-Schroeder, que introduz um terceiro confiável para estabelecer uma chave de sessão entre duas partes em uma rede.Os acordos de chave simétrica se concentram no uso de tecnologia de criptografia simétrica para garantir a segurança das chaves.
O exemplo mais famoso de
Desafios da troca de chaves anônimas
Conforme demonstrado por Diffie–Hellman, os protocolos de troca de chaves anônimas não fornecem autenticação das partes, o que os torna vulneráveis a ataques do tipo man-in-the-middle. Portanto, para superar esse problema, vários mecanismos e protocolos de autenticação foram desenvolvidos para fornecer um acordo de chave seguro, que geralmente vincula matematicamente a chave acordada a outros dados acordados.
Chaves assinadas digitalmente são uma ferramenta eficaz para evitar ataques do tipo man-in-the-middle, já que a chave de Bob é assinada por um terceiro confiável.
Em muitos sistemas de segurança práticos, os mecanismos de assinatura digital garantem a integridade das chaves e reduzem o risco de adulteração de dados importantes nas comunicações. Essas chaves de assinatura geralmente são protegidas por uma autoridade de certificação, um mecanismo comum usado em tráfego de rede seguro, como HTTPS, SSL ou Transport Layer Security.
Sistemas Híbridos e Protocolos Criptográficos
Os sistemas híbridos usam criptografia de chave pública para trocar uma chave secreta, que é então usada para operar em um criptosistema simétrico. Essa abordagem combina as vantagens dos sistemas criptográficos públicos e simétricos e pode fornecer vários requisitos, como confidencialidade, integridade, autenticação e não repúdio.
O protocolo de chave de autenticação de senha exige uma senha secreta separada para garantir que o sistema permaneça seguro mesmo sob ataques ativos.
Por exemplo, variantes como DH-EKE, SPEKE e SRP são todas variações da autenticação de senha baseada em Diffie–Hellman, projetadas para resistir à ameaça de ataques do tipo man-in-the-middle e outros ataques ativos.
É claro que, além dos conceitos de protocolo mencionados acima, implementar um esquema de geração de chaves seguro também exige que busquemos continuamente novos avanços tecnológicos para enfrentar os desafios de segurança em constante mudança. Então, no futuro da criptografia, podemos encontrar outras soluções para gerar chaves com segurança?
