Проблема была в том, что при смене ключа (шифра) в целях безопасности, его необходимо было доставить получателю, который зачастую находился далеко и на враждебной территории. Передавать тайный ключ открытыми каналами связи было небезопасно.
Долгое время проблема безопасной передачи нового ключа (шифра) оставалась неразрешенной. Как правило, для этого использовали тайных курьеров, что не гарантировало на 100% того, что шифр (ключ) не попадет к нежелательным лицам, которые смогут им воспользоваться для дешифрования тайных сообщений.
Проблема с ключами была решена только в 1975 году, когда Уитфилд Диффи (Bailey Whitfield «Whit’ Diffie) и Мартин Хеллман (Martin E. Hellman) предложили концепцию шифрования с парой ключей: открытым (публичным – public key), который зашифровывает данные, и соответствующим ему закрытым (приватным – private key).
Эта система шифрования получила название криптографии с открытым ключом или асимметричной криптографии.
Работает эта система так:
1. Генерируется случайный закрытый (приватный) ключ (напомним, что ключ – это последовательность символов) и по определенному алгоритму подбирается к нему другой – открытый (публичный) ключ. При этом для любого закрытого ключа существует только один вариант открытого. Т.е. эти ключи (приватный и публичный) всегда работают в паре (связке).
2. Далее полученный открытый (публичный) ключ пересылается по любым открытым каналам связи отправителю тайного сообщения.
3. Получив открытый (публичный) ключ, отправитель при помощи него зашифровывает сообщение и отправляет его получателю, у которого есть соответствующий закрытый (приватный) ключ.
4. Получатель расшифровывает секретное сообщение, используя свой закрытый (приватный) ключ из пары с открытым (публичным), которым было зашифровано сообщение.
Следует отметить, что открытым (публичным) ключом можно только зашифровать сообщение, но расшифровать его уже этим ключом не получится. Для дешифрования нужен только закрытый (приватный) ключ из пары. Так работает алгоритм с асимметричным шифрованием.
Шифрование с асимметричным ключом
Но вернемся к нашему сундуку с сообщением. Как же теперь наглядно представить асимметричное шифрование? Как так можно – запирать одним ключом, а отпирать другим?
Представим себе навесной замок с двумя замочными скважинами и двумя ключами (см. рис. ниже) – левый ключ (1) через левую замочную скважину (1) может снимать фиксацию с левой половинки дуги замка, освобождая ее и открывая весь замок. Правый ключ (2) через правую замочную скважину (2) может фиксировать правую половинку дуги в замке, тем самым закрывая замок. Но после закрытия, этот ключ (2) не может уже освободить от фиксации правую часть дуги и тем самым открыть замок.
Первоначально замок с зафиксированной левой половинкой