رمزنگاری نامتقارن یکی از مهم ترین مباحث در امنیت اطلاعات به شمار می رود و راه حلی برای برقراری ارتباطات به طور محرمانه است. در حال حاضر از این علم برای احراز هویت الکترونیکی، امنیت در پرداخت های آنلاین و … استفاده می شود و برخی از رمز ارزها مانند زی کش نیز از این ساختار برخوردارند. در مطلب پیش رو به رمزنگاری نامتقارن و تفاوت آن با رمزنگاری متقارن خواهیم پرداخت.
رمزنگاری متقارن چیست؟
قبل از آنکه رمزنگاری نامتقارن را تعریف کنیم باید اشاره ای به رمزنگاری متقارن داشته باشیم. در این روش که یکی از روش های کریپتوگرافی محسوب می شود از یک کلید مشترک میان فرستنده و گیرنده به منظور رمزگذاری و رمزگشایی پیام استفاده می شود. در ابتدا پیام به شکل رشته ای از بیت ها در می آید و سپس به کمک الگوریتم کریپتوگرافی و با استفاده از همان کلید مشترک، به دنباله ای از بیت های رمزنگاری شده تبدیل می شود.
در روش فوق از الگوریتم های پیچیده ریاضی استفاده می شود. به همین علت است که رمزنگاری متقارن جزو سخت ترین الگوریتم ها در کریپتوگرافی معرفی شده است. این الگوریتم بسیار سریع است و برای اجرای برنامه های مختلف مناسب می باشد. همچنین می توان از آن در کارهایی که به امنیت بالا نیاز دارند نیز استفاده کرد. به طور مثال ارتباطات بانکی و نقل و انتقال اطلاعات در شبکه های کامپیوتری نمونه ای از رمزنگاری متقارن است.
معنای رمزنگاری نامتقارن
در رمزنگاری نامتقارن که به نام رمزگذاری کلید عمومی نیز شناخته می شود از دو کلید متفاوت برای ایجاد رمز و رمزگشایی استفاده خواهد شد. یکی از کلیدها عمومی و دیگری خصوصی است. کلید عمومی در دسترس عموم قرار می گیرد اما کلید خصوصی صرفا توسط صاحب آن مورد استفاده قرار می گیرد.
کلید عمومی برای ایجاد رمز و کلید خصوصی برای رمزگشایی کاربرد دارد. در این فرآیند ابتدا، مالک کلید خصوصی باید آن را تولید کند و کلید عمومی مربوط به آن را به دیگران اعلام کند. این الگوریتم به منظور استفاده در ارتباطات امنیتی از جمله ارسال پیام های محرمانه از طریق اینترنت مناسب می باشد.
از مهم ترین مزایای رمزنگاری نامتقارن این است که افراد می توانند از کلید عمومی برای ایجاد پیام های محرمانه و خصوصی استفاده کنند بدون آنکه به ارسال کلید از طریق شبکه نیاز داشته باشند. علاوه بر آن این روش به منظور برقراری ارتباط با چند شخص به طور همزمان ( مانند برنامه های کاربردی سازمانی ) کارآمد خواهد بود.
نکته مهمی که در خصوص رمزنگاری نامتقارن وجود دارد این است که کلید خصوصی نباید در اختیار شخص دیگر یا عموم مردم قرار بگیرد. زیرا آن ها می توانند به راحتی پیام ها را رمزگشایی کند و امنیت را از بین ببرند. به همین علت است که محافظت از کلید خصوصی اهمیت بسیار زیادی دارد و باید حتما در یک محیط امن نگهداری شود.
کاربردهای رمزگذاری نامتقارن
کاربردهای الگوریتم رمزگذاری نامتقارن بسیار متنوع است و به همین دلیل است که در بسیاری از حوزه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به برخی از این کاربردهای اشاره شده است:
- از این الگوریتم به منظور ایجاد امنیت در ارتباطات اینترنتی و بانکی استفاده می شود. همچنین در برخی از رمزارزها نیز شاهدیم که این الگوریتم کاربرد ویژه ای دارد. به طور مثال اگر تاکنون برای خرید ارزهای دیجیتالی مانند زی کش، به صرافی رمز ارز مراجعه کرده باشید و راجع به آن تحقیق کرده باشید به خوبی می دانید که این الگوریتم در زی کش نیز وجود دارد. در برخی از صرافی های رمز ارز مانند افراتتر، علاوه بر خرید و فروش ارزهای دیجیتال و اعلام لحظه ای قیمت بیت کوین ، محتوای آموزشی نیز ارائه می شود که به کمک آن ها می توانید با ساختار شبکه های مختلف آشنا شوید.
- رمزگذاری نامتقارن که یکی از روش های کریپتوگرافی محسوب می شود در بسیاری از برنامه های کاربردی مانند احراز هویت الکترونیکی، پرداخت های آنلاین، امن کردن فایل ها و … استفاده می شود. علاوه بر آن در حوزه های دفاعی و نظامی از این شیوه استفاده های فراوانی می شود.
- رمزارزهایی مانند بیت کوین از الگوریتم رمزگذاری نامتقارن برای ایجاد امضای دیجیتال استفاده می کند. اگر تاکنون اقدام به خرید بیت کوین یا تحقیق راجع به آن کرده باشید به خوبی با تکنولوژی آن آشنایی خواهید داشت.
مزایای رمزگذاری نامتقارن
- سادگی: استفاده از رمزنگاری نامتقارن کمک می کند تا پیاده سازی امور ساده تر و راحت تر انجام شود.
- امکان استفاده در شبکه های عمومی: در این الگوریتم دو کلید عمومی و خصوصی وجود دارد. کلید عمومی به راحتی در دسترس عموم قرار می گیرد و نیازی به حفظ محرمانگی آن نیست.
- امنیت: وجود دو کلید عمومی و خصوصی در الگوریتم رمزگذاری نامتقارن باعث شده که امنیت شبکه افزایش پیدا کند.
معایب رمزگذاری نامتقارن
- محاسبات پیچیده: وجود دو کلید در این الگوریتم موجب شده که شبکه از پیچیدگی بیشتری برخوردار باشد.
- سرعت کمتر: به دلیل محاسبات پیچیده ای که در الگوریتم رمزنگاری نامتقارن وجود دارد، شبکه با سرعت کمتری مواجه خواهد شد.
رمزنگاری متقارن و نامتقارن، کدام بهتر است؟
هر کدام از این الگوریتم ها ویژگی های خاص خود را دارند. در روش رمزگذاری متقارن، شاهد سرعت بالاتری در شبکه هستیم اما از طرفی امکان دسترسی غیرمجاز به کلید رمزگذاری شده بیشتر است و این موضوع می تواند امنیت شبکه را با مخاطرات زیادی همراه کند. در مقابل، رمزنگاری نامتقارن به دلیل پیچیدگی های محاسباتی، سرعت کمتری در شبکه ایجاد می کند اما قطعا امنیت آن بیشتر است. زیرا دسترسی به کلید خصوصی تقریبا غیرممکن خواهد بود. با توجه به این توضیحات می توان گفت که پروژه ها، سازمان ها و … می توانند بر اساس نیاز خود یکی از این دو الگوریتم را انتخاب کنند و نمی توان گفت که یکی از این الگوریتم ها بر دیگری برتری دارد.
ارتباط الگوریتم رمزنگاری نامتقارن با شبکه بلاک چین
جالب است بدانید که اغلب معامله گران و تریدرها تصور می کنند که الگوریتم رمزنگاری نامتقارن همزمان با ظهور فناوری بلاکچین ابداع شده و این دو ارتباط مستقیمی با یکدیگر دارند. در حالی که سابقه این الگوریتم به چندین سال قبل از ظهور دنیای کرپیتوکارنسی برمی گردد. اما ظهور دنیای کریپتو کارنسی موجب شده تا این الگوریتم به شهرت قابل توجهی دست پیدا کند. زیرا اغلب رمزارزهای موجود از الگوریتم رمزنگاری نامتقارن برای ایجاد کلیدهای عمومی و خصوصی استفاده می کنند.
لازم به ذکر است که رمزگذاری نامتقارن برای ایجاد کیف پول های دیجیتال و تراکنش های انجام شده بین تریدرها نیز قابل استفاده است. به طور مثال آدرسی که بیت کوین شما در آن گرفته یک کلید عمومی محسوب می شود. اما کدی که به منظور ارسال بیت کوین به آدرس دیگر مورد استفاده قرار می گیرد یک کلید خصوصی است که حدود 256 بیت اطلاعات ( شامل ترکیبی از حروف و اعداد ) می باشد.
الگوریتم های رمزنگاری نامتقارن
- RSA : در این الگوریتم حاصل ضرب دو عدد اول فاکتور می شود و از آن به منظور رمزگذاری کلیدی با 1024 یا 2048 بیت استفاده می کند. نکته جالبی که در این خصوص وجود دارد این است که شکستن آن ها بیش از 1500 سال به طور می انجامد و امنیت بسیار بالایی دارد.
- ECC : یکی دیگر از الگوریتم های رمزگذاری نامتقارن، منحنی بیضی یا ECC است که یک معادله بسیار پیچیده ریاضی می باشد. در این روش از یک منحنی بیضی به منظور ایجاد کلید امن استفاده می شود. میزان پیچیدگی به قدری زیاد است که شکستن یا کرک کردن آن عاملا غیرممکن است.
- آیا رمزگذاری نامتقارن بهتر از رمزگذاری متقارن است؟
- همان طور که قبلا اشاره کردیم هر کدام از این الگوریتم ها مزایای خاص خود را دارند. قطعا امنیت رمزنگاری نامتقارن بیشتر از رمزنگاری متقارن است و شکستن آن عملا غیرممکن است. اما گاهی اوقات به دلیل کاهش سرعت در پردازش عملیات و دست و پاگیر بودن رمزگذاری نامتقارن، استفاده از رمزگذاری متقارن توصیه می شود.
- چرا الگوریتم های رمزنگاری تا این حد فراگیر شده اند؟
- بدون شک توسعه فناوری، گسترش اینترنت و نفوذ آن در تمام جوانب زندگی انسان، موجب شده تا شبکه های ارتباطی با رشد سریع و چشمگیری مواجه شوند و اموری مانند ارسال و دریافت پیام با هیچ محدودیتی مواجه نباشد. در واقع هر فرد با اتصال به خط اینترنت، می تواند به یک ارسال کننده یا دریافت کننده پیام تبدیل شود. هنگامی که شما به عنوان فرستنده پیام، پیامی را از طریق اینترنت برای کسی ارسال می کنید این پیام از ده ها گره در شبکه عبور کرده و بعد از دست به دست شدن های بسیار، به گیرنده می رسد. این فرآیند حتی در زمانی که شما به یکی از دوستان خود که در همسایگی شما زندگی می کند ایمیل ارسال می کنید نیز اتفاق می افتد. به همین دلیل است که می توان گفت این روزها، امنیت در ارتباطات، نیاز همه کسانی است که به شبکه اینترنت وصل هستند و از آن برای ارسال و دریافت پیام استفاده می کنند. بدون وجود امنیت، استفاده از شبکه اینترنت هیچ معنایی نخواهد داشت.
