Вопрос или проблема
Мне трудно понять ценность ECIES в схеме шифрования офлайн-сообщений с использованием общих статических ключей ECDH.
Итак, если у Боба и Алисы есть статический публичный ключ ECDH, хранящийся в каталоге.
Каждый раз, когда Алиса хочет отправить Бобу сообщение, она генерирует пару ключей ECDHE и использует статический ключ ECDH Боба. Она отправляет Бобу публичный ключ ECDHE, а Боб использует свой статический приватный ключ для получения секрета.
Конечно, секрет будет каждый раз разным. Но если когда-либо станет известен приватный статический ключ Алисы, то любой, кто имеет сообщения, сможет их прочитать.
Так в чем же смысл? Почему Боб и Алиса не использовали свои статические ключи ECDH с самого начала?
Я могу понять преимущество, если ключи ECDHE могут обмениваться в реальном времени и уничтожаться при завершении сессии. Но при шифровании таких вещей, как электронная почта, например, использование ECDHE в схеме ECIES вместе со статическими ключами ECDH, такими как сертификаты, кажется, не добавляет никакой ценности.
Что я упускаю?
Ответ или решение
ECIES (Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme) в сочетании с ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman) действительно имеет ряд своеобразных преимуществ, даже в сценариях, которые могут показаться вам избыточными, таких как оффлайн-шифрование сообщений с использованием статических ключей ECDH. Давайте подробнее рассмотрим эти аспекты.
1. Безопасность сессионных ключей
Да, ваше беспокойство по поводу возможной компрометации статического приватного ключа Алисы оправдано. Если этот ключ будет раскрыт, все сообщения, зашифрованные с его использованием, также будут под угрозой. Использование ECDHE (Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral) для генерации временных (сессионных) ключей всегда повышает уровень безопасности. Даже если приватный ключ Алисы будет скомпрометирован, предыдущие и последующие сообщения останутся защищенными из-за уникальности сессионных ключей.
2. Защита от известных атак
Использование ECDHE создает "одноразовые" ключи для шифрования каждого сообщения. Это значит, что даже если злоумышленник получит доступ к одному зашифрованному сообщению и сможет его расшифровать, он не сможет расшифровать другие сообщения, зашифрованные с использованием других сессионных ключей. Это существенно затрудняет атаки типа "криптоанализа на основе полученных данных".
3. Устойчивость к компрометации ключей
Сценарий, когда статические приватные ключи подвергаются компрометации, как правило, приводит к необходимости перевыпуска статических ключей или сертификатов. Однако с ECDHE Алиса и Боб могут продолжать использовать свои статические ключи, не меняя их. Это особенно актуально в системах, использующих долгоживущие сертификаты, такие как PKI (Public Key Infrastructure).
4. Аутентификация и целостность
Если вы рассматриваете добавление механизма аутентификации и проверки целостности сообщений, то использование ECIES может также включать создание цифровых подписей или хеширования сессионных ключей. Это обеспечивает дополнительный уровень безопасности, проверяя, что сообщение действительно было отправлено определенным отправителем и не было изменено.
5. Долгосрочная эволюция протоколов
Современные криптографические протоколы предполагают возможность появления новых уязвимостей и атак. Использование ECDHE позволяет применять более безопасные практики без необходимости полной замены статических ключей. Это упрощает процесс обновления и усовершенствования протоколов.
Заключение
Таким образом, хотя на первый взгляд использование ECDHE в контексте статических ключей может показаться излишним, оно действительно добавляет значительное количество преимуществ для повышения общей безопасности системы. Сессионные ключи, генерируемые с помощью ECDHE, обеспечивают защиту от компрометации, защищают от атак на основе полученных данных и сохраняют целостность и аутентичность сообщений. Поэтому комбинация ECIES с ECDH представляет собой мощный инструмент для создания безопасных коммуникационных каналов даже в условиях оффлайн-шифрования.