PGP, WEP, WPA, WPA2, SSL/TLS

aneb aplikujeme symetrické, asymetrické šifrování, hashe a elektronický podpis

Podíváme se společně na některé protokoly, které využívají dosud probrané algoritmy. Nebudeme opět zabíhat do detailů, spíše nás zajímá, jak které algoritmy aplikují, případně kde se s těmito protokoly můžeme setkat.

PGP

Nyní si něco řekneme o PGP (Pretty Good Privacy). Pretty Good Privacy lze volně přeložit jako celkem dobrá ochrana, či docela dobré soukromí.

Tvůrcem tohoto světově rozšířeného programu je Phill Zimmermann. Ačkoli bylo PGP napsáno v USA je používáno všude ve světě.

PGP ochrana je založena na kombinaci hashování, komprese dat a použití soukromého i veřejného klíče. Každý veřejný klíč je vázán na uživatelské jméno nebo e-mailovou adresu. První verze tohoto systému byla obecně známa jako síť důvěry narozdíl od PKI systému, který používá přístup založený na certifikační autoritě, která byla přidána k PGP později.

Funguje to tak, že otevřený text je zkomprimován. Poté je text symetricky zašifrován klíčem. Klíč, který se použije pro symetrické šifrování, je generován náhodně a pouze pro tento proces. Tento klíč je zašifrován veřejným klíčem.

Výsledná zpráva zašifrovaná ochranou PGP tedy obsahuje zkomprimovaný text, symetricky zašifrovaný klíčem, který je zašifrovaný asymetrickou šifrou. Tento princip je takto optimalizován především kvůli rychlosti. Symetrické šifry jsou mnohem rychlejší než asymetrické při jejich aplikaci na velký balík dat. Takto probíhá asymetrickou šifrou pouze „krátký“ několika bitový klíč.

Proces dešifrování je inverzní k procesu šifrování. Soukromým klíčem je dešifrován klíč, kterým symetricky dešifrujeme dosud zkomprimovaný text, v konečné fázi pak dekomprimujeme text a máme výchozí zprávu.

PGP má implementován i systém digitálního podpisu. Odesílatel, který použije PGP k vytvoření digitálního podpisu zprávy, operuje buď s RSA, nebo DSA algoritmem, který použije pro vznik digitálního podpisu. PGP jednoduše spočítá hash z otevřeného textu a zašifruje ho soukromým klíčem odesilatele.

WEP

Wired Equivalent Privacy (WEP)

WEP je bezpečnostní algoritmus pro bezdrátové sítě. Jeho účel spočíval v tom, aby důvěrnost dat byla srovnatelná s důvěrností tradiční kabelové sítě. Ačkoli měl WEP dosahovat stejné bezpečnosti jako klasická kabelová síť, bylo prokázáno, že obsahuje četné nedostatky. Přístupová hesla se zadávala ručně a byla neměnná. To způsobilo, že pouhým odposloucháváním mohla být data přeposílána dále.

Byl prolomen v srpnu 2001, a v roce 2003 byl nahrazen protokolem WPA.

WEP používá pro šifrování symetrický algoritmus RC4 a algoritmus CRC-32 jako kontrolní součet pro integritu dat.

Standardní 64- bitový WEP používá 40 bitový klíč (také známý jako WEP-40). K němu je připojen 24bitový inicializační vektor a dohromady tak tvoří 64bitový RC4 klíč. V době svého vytvoření byla vládou USA omezena právě délka klíče, aby se šifrovací technologie nerozšířila. Po zrušení těchto omezení se stal známým 128- bitový WEP, který měl délku klíče 104 bitů (také známý jako WEP-104) a rovněž k němu byl připojen 24bitový inicializační vektor. Takto rozšířený WEP je potom známý jako 128-WEP. Paradoxně je ale délka klíče příteží, neboť delší klíč vyžaduje zachycení více paketů, což zpomaluje rychlost.

WPA a WPA2

Wi-Fi Protected Access (WPA) a Wi-Fi Protected Access II (WPA2) představují dva protokoly ověřující bezpečnost při internetové komunikaci. Vyvinula je společnost Wi-Fi Alliance pro zabezpečení bezdrátových počítačových sítí jako reakci na prolomení protokolu WEP.

WPA se stal dostupným v roce 1999 a byl používán jako přechodný protokol, než se vyvinul silnější WPA2. Komplexní a bezpečnější WPA2 se stal dostupným po roce 2004 a společnou zkratkou pro oba tyto protokoly se stala zkratka WPA2.

Protokol WPA v sobě implementuje protokol TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), který narozdíl od předchozího WEP, generuje nové klíče pro každý paket zvlášt. Dymanicky tedy vytváří nové 128- bitové klíče, a tak je zabráněno útoku, jakému podlehl třeba právě WEP. (U WEP byly klíče zadávány ručně do zařízení či aplikací a neměnily se.)

WPA zahrnuje i kontrolu integrity zpráv. WPA kontroloval algoritmem CRC (cyklická redundantní kontrola). WPA2 již v sobě obsahuje nový kontrolní prvek, kterým je algoritmus Michael (někdy také označován MIC). MIC zajišťuje počítání. Počítání je forma ochrany před možným znovu odesláním odposlouchaných dat.

SSL/TLS

Transport Layer Security (TLS) a jeho předchůdce, Secure Sockets Layer (SSL).

SSL/TLS je norma vytvořená společností NETSCAPE. Používá se pro zabezpečení protokolu https.

SSL/TLS poskytuje zabezpečení komunikace přes internet pomocí asymetrického i symetrického šifrování pro ochranu soukromí a certifikačních ověření pro zajištění integrity zprávy.

Aby mohl uživatel ověřit totožnost serveru, je nutné mít platný certifikát. Certifikát je zde chápán jako elektronický průkaz totožnosti. Vydává jej třetí osoba - certifikační autorita serveru. Tím ověřuje důvěryhodnost.

SSL používá asymetrickou RSA a symetrickou šifru RC4. A to 128- bitový klíč v USA a 40-bitový klíč mimo území USA. Protokol SSL při komunikaci serveru z USA a klientem mimo území USA sníží uměle délku klíče na 40 bitů. Těchto 40 bitů je doplněno náhodnou posloupností, která je vyměněna mezi serverem a klientem na počátku komunikace protokolu SSL. Na tento řetezec je aplikována hash funkce MD5. Z vytvořeného vzorku je 88 bitů použito k doplnění původního klíče, čímž dostáváme 128 bitů pro RC4. Efektivní délka klíče však je pouze 40 bitů. Pro RSA se pak používá 512- bitový klíč.

Shrnutí

Ve výše uvedených protokolech a způsobech ochrany jsme aplikovaly dosud nabyté znalosti z kryptografie a kryptoanalýzy. Nyní se podíváme ještě na jeden způsob, který je důležitý rovněž při tvorbě elektronického podpisu.

Zdroje

DOSTÁLEK, Libor a Marta VOHNOUTOVÁ. Velký průvodce infrastrukturou PKI a technologií elektronického podpisu. vyd. 1. Brno: Computer Press, 2006, 534 s. ISBN 80-251-0828-7.

JIROUŠEK, Radim. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.