Julkisen ja salaisen avaimen salausmenetelmät

Symmetriset eli salaisen avaimen menetelmät

One-time pad

One-time pad on myös siinä mielessä erikoinen algoritmi, että sen avain on aina yhtä pitkä kuin salattava viesti eikä samaa avainta käytetä koskaan kahteen kertaan. Avaimen pituudessa ja kertakäyttöisyydessä piileekin algoritmin salaisuus. One-time padissa avaimen on oltava täysin satunnainen. Mikään lause, sana tai vastaava ei siis kelpaa. Kun täysin satunnainen avain ja salattava viesti yhdistetään, tuloksena on salattu viesti, jonka perusteella on mahdotonta päätellä yhtään mitään alkuperäisestä viestistä.

Algoritmin ongelmat liittyvät avaimeen. Normaali käyttöön one-time pad on kelvoton, koska avaimen on oltava yhtä pitkä kuin salattava viesti ja lisäksi satunnainnen. Jos salattavaa on paljon, avaimia kuluu huimaa vauhtia. Koska molemmilla osapuolilla on oltava juuri samanlaiset avaimet, muodostuu avaimien jakelu ongelmaksi.

Käytännössä one-time padia ei juurikaan käytetä sen ongelmien takia. Tosin verkossa liikkuvat huhut tietävät kertoa, että se olisi erityisesti tiedustelupalveluiden suosiossa. Pitkätkin avaimet kulkevat kätevästi kuriirin salkussa DAT-nauhalle säilöttynä, eikä salattuja viestejä taatusti pura kukaan.

DES (Data Encryption Standard)

DESin syntyhistoriaan liittyy läheisesti NSA, National Security Agency, jonka osuudesta algoritmin kehitykseen kiisteltiin aikoinaan kovasti. Skeptikot epäilivät NSA:n heikentäneen algoritmia tarkoituksella tai lisänneen sinne "takaoven", jonka avulla NSA pystyisi purkamaan helposti minkä tahansa DESillä salatun viestin.

Tekniikaltaan DES on lohkosalausalgoritmi, englanniksi block chipher. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että DES salaa tietoa 64 bitin palasissa. Algoritmin voi kuvitella olevan laatikko, johon menee sisään 64 bittiä selväkielistä tekstiä ja josta tulee ulos 64 bittiä salattua tekstiä.

Aikoinaan DES oli erittäin turvallinen ja tavallaan se on sitä edelleen. Algoritmista itsestään ei ole löydetty mitään vakavia puutteita, jotka heikentäisivät sen luotettavuutta. Sen sijaan ongelma on DESin käyttämä 56-bittinen avain, joka on niin lyhyt, että se on mahdollista murtaa nykyisin käytössä olevilla laitteilla varsin nopeasti. Ongelman ratkaisuksi on kehitetty 3DES, Triple-DES, jossa käytetään kolme kertaa niin pitkää avainta kuin alkuperäisessä DES:ssä.

Asymmetriset eli julkisen avaimen menetelmät

RSA

Lukuja, jotka ovat jaollisia vain itsellään ja ykkösellä, sanotaan alkuluvuiksi. Alkulukuja ovat esimerkiksi 1,2,3,7 ja 13. Kun jokin luku jaetaan tekijöihinsä, selvitetään mistä alkuluvuista se koostuu. Esimerkiksi 6:n tekijät ovat 2 ja 3, koska 2*3=6. Vastaavasti 33:n tekijät ovat 11 ja 3. Pienillä luvuilla tämä onnistuu varsin helposti, mutta mitä isommaksi luvut muuttuvat, sen hankalampaa tekijöiden löytäminen on. Kun kerrotaan kaksi riittävän isoa alkulukua keskenään, saadaan vielä isompi luku, josta on käytännössä mahdotonta selvittää sen tekijöitä, eli noita kahta alkulukua.

Mielenkiintoiseksi ongelman tekee se, että kukaan ei ole pystynyt osoittamaan, ettei ole olemassa mitään helppoa menetelmää, jolla isotkin luvut pystyisi helposti jakamaan tekijöihinsä. RSA:n luotettavuutta ei siis pystytä todistamaan matemaattisesti.