Основні поняття/OpenPGP для початківців
Вступ
Ефективність криптографічних рішень здебільшого залежить від рівня знання користувачем наслідків своїх дій та ознайомленості з певними технічними фактами, а не від довжини ключа і використаного програмного забезпечення. Тому у цій статті ми обговоримо декілька основних понять OpenPGP.
Цей підручник призначено для початківців, тому у ньому ви не знайдете обговорення складних питань. Також тут ви не знайдете ніякої інформації щодо виконання тих чи інших завдань за допомогою певного програмного забезпечення. Таку інформацію слід шукати у документації до цього програмного забезпечення. Ця стаття лише допоможе вам краще зрозуміти описані у такому підручнику дії.
Ви також можете ознайомитися зі статтею, присвяченою створенню ключів та статтею для досвідчених користувачів.
Асиметричний ключ
У OpenPGP використовуються пари ключів. Це означає, що завжди є пара ключів, яка складається з «закритого ключа» і «відкритого ключа». На відміну від дуже простої концепції симетричного шифрування (тобто використання того самого пароля для шифрування та розшифровування даних), концепцію пари ключів зрозуміти складніше. Втім, цим можна не перейматися, просто прийміть це як даність: математична основа такого способу шифрування є доволі складною, отже, для більшості людей пояснення цієї основи буде складним і не дуже потрібним для користування завданням.
Як можна зрозуміти з назв, закритий ключ має бути відомим лише його власнику, а відкритий ключ, за ідеальних умов, має бути відомим усім. У разі використання симетричного шифрування завжди виникає проблема безпечного передавання пароля справжньому отримувачеві повідомлення. Перед користувачами відкритих ключів постає інша проблема: як переконатися у тому, що використовується належний відкритий ключ, а не ключ, підроблений зловмисником, який намагається змусити вас ним скористатися.
Шифрування
Одним із двох призначень OpenPGP є шифрування. Ви шифруєте дані одним або декількома відкритими ключами (тут можливе і симетричне шифрування, тобто шифрування за допомогою пароля, але таке шифрування використовується не часто). Для розшифровування ж зашифрованих даних потрібен буде закритий ключ одного з отримувачів даних.
Окрім вже згаданої проблеми «Яким є належний ключ для шифрування?», шифрування-дешифрування є доволі простою дією, оскільки тут усе однозначно: ви щось шифруєте, і ніхто, окрім власників ключа отримування, не може це прочитати. Ви або можете розшифрувати дані або не можете цього зробити. Розшифровані дані може бути важко зрозуміти, але зрозуміти саму дію з дешифрування просто. Втім, частиною питання «Яким є належний ключ для шифрування?» є не лише «Хто власник цього ключа?», але і «Чи є цей ключ достатньо безпечним для того, щоб шифрувати ним дані?». І тут йдеться не лише про довжину ключа або іншій його технічні характеристики, але про те, як поводяться з цим ключем. Тому, просте правило, яким слід користуватися перед надсиланням дуже важливих даних: попросіть власника ключа підтвердити рівень захисту ключа!
Цифрові підписи
Шифрування даних можна певним чином виконати у зворотному напрямку: замість створення даних, які можна зрозуміти лише за допомогою одного ключа, ви можете створити дані, які зможе зрозуміти кожен, але які можна створити лише за допомогою єдиного ключа. Ця неможливість створення тих самих даних без доступу до закритого ключа робить ці дані придатними для підписування. І знову ж таки: не запитуйте, чому це так, якщо не хочете мати справу з математичними доведеннями.
Однією з величезних переваг цифрової криптографії є те, що, на відміну від рукописного підпису, кожен може доволі просто (гаразд, доволі просто за допомогою комп’ютера) перевірити те, чи було створено підпис за допомогою певного ключа. Якщо ви можете пов’язати певну особу з певним ключем, ви також можете пов’язати цифровий підпис з тією самою особою, — звичайно ж, якщо цей ключ не було певним чином скомпрометовано. Як ви певне вже зауважили, на цьому кроці питання переходить до організаційної або юридичної площини.
Technology does not solve all of your problems. And it is extremely important that you are always aware where the border between the technical and organizational problems is.
And relating a key to a person is not the hard part! That is: "What does the signature mean?" Is your interpretation of a signature legally binding for its creator? The meaning can be as low as a timestamp (which is a perfectly valid an serious application for crypto signatures!), proving nothing more than that a certain document existed at a certain time (and was not created later).
If somebody signs all his emails (to prevent address forgery) then the pure fact that he sent a certain document within such a signed email does not mean anything except for that he probably wanted to offer you a look at it. If the email (the signed part, not the unsigned subject) says something like "I accept the attached agreement" then the meaning is clear and the remaining risk of the recipient is mainly a technical one (compromised low security key).
Thus it makes sense to have different keys at different security levels: One for reasonably securing everyday tasks and another one for signing agreements (where the key policy documents explain the limits and privileges of the respective key).
In contrast to encryption the signature of data does not (technically) have an addressee. Everyone with access to the public key can check the signature. In many cases that is not a problem (or in contrast: It may even be a requirement). Instead of selecting an addressee you select the secret key which shall be used to create the signature (if you have more than one).
The big "Which is the right public key?" problem occurs with signatures, too. Not with creating signatures but when interpreting a successful signature validation. The real life question is: "What does a signature mean?" Obviously a signature by "any" key does not mean anything. Everyone can have created it. The signature itself does not state more than: "Somebody with access to the secret key decided to create this signature." This is a technical fact without relevance in real life.
Пов’язування ключів з людьми
This is another hard and complicated part. And because only few people do this correctly the whole system is much less secure than most people believe. You have to tell apart four components of this check. The first is the easiest: the key itself. You have to be sure that you are using the right key material (just the huge random number itself).
As keys are to big to be compared manually a secure hash is used instead. Once again: Evil math stuff you fortunately need not understand. A hash function does this: You throw any kind and amount of data at it (from a single digit to a DVD image file) and it outputs a "number" of fixed length. If it is (considered) impossible to create two different inputs which create the same output then the hash function is secure.
OpenPGP currently uses the hash function SHA-1 for identifying keys. SHA-1 has security issues but they do not affect the usage in OpenPGP. A SHA-1 value looks like this:
7D82 FB9F D25A 2CE4 5241 6C37 BF4B 8EEF 1A57 1DF5
This is called the fingerprint of the key. There are two ways of being safe about the identity of a key (the raw key material) without third parties involved: You get either the key itself from a secure source (USB stick handed over by the key owner) or you get the fingerprint from a secure source (which is obviously much easier as you can print is on small pieces of paper, even on your business card, and spread them).
Your OpenPGP application shows you the fingerprint of the key you got from an insecure source and you compare "what is" with "what it should be". If that is the same then you can be sure about the key itself. Thus: Always have small slips of paper with your fingerprint with you.
A public OpenPGP key (a "certificate") consists of two parts: the key material and the user IDs. A user ID is just a text string. The typical usage of this string is:
Ім’я Прізвище (коментар) <адреса електронної пошти>
Many user IDs do not have a comment, some do not have an email address and there are keys without a (real) name, too (e.g. for anonymous usage). Even if you are sure about the fingerprint the name, email, and comment can be wrong.
Email is rather easy to check (send an encrypted message to the address and wait for a response which guarantees your message to be decrypted).
Checking the identity of unknown persons is not easy. At keysigning parties this is done by checking passports and the like. But would you recognize a well forged passport?
Fortunately for your own purposes the identity is usually not so important. "The one I met on that event who calls himself Peter" is usually enough. So this is more a problem for the web of trust (see below).
Comments can be critial, too: The comment "CEO of whatever inc." may make a real difference (if not to you then to somebody else). The question when to accept (and certify) a user ID is a really complicated one.
Most people don't understand this problem and thus reduce their own security and that of others. You can make this decision for others easier by having user IDs which consist of just your name or just your email address. This may be easier acceptable by someone checking your user IDs.
If you are sure about a user ID you should certify it. This means that you make a digital signature over the public key and this user ID. You can make this certification for yourself only (called a "local signature") or for the public (the "web of trust"). If a key has several user IDs then you can decide which ones you certify.
You can give a rough hint how well you have checked the user ID and key, too. It makes a big difference to OpenPGP applications (and so should it to you!) whether they recognize a key as "valid" or not.
The keys you have the secret key for are considered valid automatically. The others can become valid by signatures of your own keys. And by keys of others.
Мережа довіри
In connection with OpenPGP you will often hear about the web of trust. This in an indirect method for relating people to keys, a mighty but complicated technology. Beginners should not use the web of trust but first become familiar with verifying and certifying keys directly. The WoT is explained in the article OpenPGP For Advanced Users.
Резюме щодо використання ключа
| вам потрібен | для того, щоб |
|---|---|
| відкритий ключ іншої особи | зашифрувати дані для неї |
| перевірити підписи цим ключем (технічну правильність, але не чинність ключа) | |
| ваші закриті підключі | розшифровувати дані, які було зашифровано для вас |
| створювати підписи даних | |
| ваш закритий основний ключ | керувати вашим ключем (додавати ідентифікатори користувачів або підключі, змінювати параметри ключа, наприклад строк його дії) |
| сертифікувати інші ключі (тобто деякі або всі ідентифікатори користувачів цих ключів) | |
| відбиток ключа іншої особи | переконатися, що імпортовано належний ключ (перед сертифікацією ключа локально або для інших користувачів) |