Дисклеймер
Публичный и приватный ключи — это последовательности букв и цифр, которые используются для защиты информации и подтверждения прав доступа через криптографическую подпись.
Публичный ключ — это адрес кошелька, на который приходит криптовалюта. По сути, это как номер карты или банковского счета. Его можно показывать другим пользователям. Приватный ключ — это секретный код, который позволяет управлять средствами. Его нельзя никому показывать. Этот ключ, как правило, хранится на устройстве, где установлен кошелек. При необходимости его можно перенести на другое устройство.
Эта технология применяется не только для обеспечения безопасности криптовалютных переводов, ее внедряют и в других сферах: для идентификации и подтверждения действий в сервисах госуслуг, защиты данных на сайтах, шифрования трафика через VPN.
Из этой статьи вы узнаете, какую роль ключи играют в криптографии, как именно они обеспечивают безопасность, в чем их отличия, и как правильно их использовать. 👇
Ключи в криптографии и их роль в безопасности данных
Криптография — наука о защите информации. Для защиты данных в криптографии используются методы шифрования, дешифрования, аутентификации и цифровых подписей. Главная задача криптографии — сделать информацию доступной только тем, для кого она предназначена.
Ключ в криптографии — это комбинация символов, которые используются для шифрования и расшифровки информации. В нашем примере эту роль выполняет таблица соответствий между числами и буквами.
Современные способы шифрования намного сложнее: для этого применяются надежные алгоритмы и длинные последовательности символов. Они выполняют ряд важных функций:
- Целостность — получатель информации уверен в том, что сообщение доставлено без изменений;
- Подлинность — можно легко проверить, кто подписал и отправил сообщение;
- Конфиденциальность — расшифровать сообщение могут только те пользователи сети, которым известна секретная последовательность символов;
- Защищенность — зашифрованные данные можно прочитать только с помощью ключа. В случае перехвата сообщения злоумышленник увидит беспорядочный набор символов, которые никак не сможет расшифровать.
На сегодня существует два типа шифрования:
- Симметричное — когда используется одна и та же последовательность символов для шифрования и расшифровки;
- Асимметричное (PKC, от англ. «Public Key Cryptography» — «криптография с публичным ключом») – это более продвинутый способ, лежащий в основе безопасности таких систем, как блокчейн.
Что такое приватный ключ
Приватный ключ – это комбинация символов, используемая для шифрования. Она известна только владельцу кошелька.
Приватный ключ состоит из цифр и букв, которые сгенерированы с помощью математических алгоритмов. Например, приватный адрес биткоин-кошелька выглядит так: 5J1FzTzW5xY9K3M7vLpG8hSdxWy2qC4f7n9ZjVbNaPQmHkRRe7Y.
Не надо искать никакой логики — ее здесь нет: это просто длинная и случайная последовательность символов.
На практике это работает следующим образом: у вас есть кошелек для хранения криптовалюты. При создании кошелька вы видите строку из букв и цифр. Пока она известна только вам, вы и только вы можете совершать транзакции. Если эту информацию узнает кто-то другой, он получит доступ к вашему кошельку.
Публичный ключ и его функции
Публичный ключ генерируется на основе приватного ключа с помощью сложного математического алгоритма. Публичный ключ — не секретный, его можно показывать кому угодно. Более того, он предназначен для того, чтобы им делиться, так как это ваш адрес, на который можно принимать криптовалюту. По сути, его можно сравнить с номером банковского счета.
Кроме приема средств и сообщений, публичный ключ выполняет ряд других важных функций:
- Проверка цифровой подписи. Когда вы подписываете транзакцию, он подтверждает, что подпись принадлежит именно вам.
- Обмен сообщениями. Если сообщение зашифровать с помощью публичного ключа, то прочитать его сможет только тот, у кого есть соответствующий приватный. При этом само сообщение может находиться в общем доступе.
В чем различие приватных и публичных ключей
| Приватный ключ | Публичный ключ |
|---|---|
| Приватный ключ известен только владельцу. Если он станет известен злоумышленникам, они получат доступ к управлению средствами | Публичный ключ может находиться в открытом доступе. Его можно опубликовать на сайте, форуме, или странице в социальной сети для сбора средств (например, так часто поступают инфлюенсеры) |
| Основная функция — подпись транзакций | Главная функция — получать средства и подтверждать подписи. Благодаря ему другие пользователи сети убеждаются в том, что транзакция подписана корректно |
| Потеря ключа = потеря доступа к средствам. Его нельзя восстановить или подобрать: средства останутся в кошельке, но их нельзя будет использовать | Потеря не является критичной. Публичный адрес генерируется на основе приватного с помощью специального математического алгоритма |
| Используется для генерации подписи и расшифровки сообщений | Используется для верификации цифровой подписи и шифрования сообщений |
| Является «материнским» для публичного: на его основе создают публичный | Если вы знаете публичный ключ, то вычислить приватный никак не получится |
Сид-фраза и безопасность
Одна из проблем при использовании приватного ключа — его сложность. В исходной форме это, как правило, строка из 50–60 случайных символов: букв и цифр, включая как заглавные, так и строчные буквы. Такой ключ трудно запомнить, а даже при записи на бумаге его непросто ввести без ошибок с первого раза.
Поэтому пользователи криптовалют часто используют сид-фразу. Сид-фраза (от англ. «seed» — «зерно») — это мастер-ключ для восстановления всех адресов, которые находятся в криптовалютном кошельке.
Сид-фраза выглядит как последовательность 12, 18 или 24 слов на английском языке. Пример сид-фразы:
Сид-фразу необходимо хранить в надежном месте, лучше всего — вне сети, например, на бумаге. Для хранения крупных сумм рекомендуется использовать аппаратный кошелек. Он представляет собой устройство, внешне напоминающее USB-накопитель. Аппаратный кошелек хранит ключи оффлайн, и подключается к интернету только в момент совершения транзакций.
Также можно использовать отдельный смартфон или ноутбук, установить на него операционную систему и криптовалютный кошелек без других программ и приложений. Это минимизирует вероятность попадания вирусов и кражи личной информации.
Где используют приватные и публичные ключи
Они применяются для защиты персональных данных и средств, подтверждения личности пользователя и обеспечения безопасности транзакций в различных системах:
- Блокчейн. Пользователи могут отправлять друг другу криптовалюту и управлять своими кошельками. Публичный ключ преобразуется в адрес, на который приходят средства, а приватный ключ обеспечивает доступ к ним;
- Электронная цифровая подпись. Используется в бизнесе и в сервисах государственных услуг. С ее помощью можно подписывать документы по интернету без личного присутствия, сканирования, заверения подписи или печати. Например, компания подписывает договор приватным ключом, а получатель с помощью публичного проверяет, действительно ли этот документ подписан представителем компании;
- Шифровка сообщений. Публичный ключ применяют для шифрования сообщений, приватный — для расшифровки. Например, вы хотите отправить кому-то секретное сообщение. Вы зашифровываете сообщение с помощью публичного ключа получателя, а он расшифровывает его с помощью приватного. Даже если сообщение попадет в чужие руки, его нельзя будет расшифровать;
- Доступ к серверам. В последнее время вместо паролей все чаще часто используют пары ключей. Например, системный администратор сохраняет у себя публичные ключи сотрудников. При попытке войти на сервер пользователь подписывает запрос своим приватным ключом. Сервер с помощью публичного проверяет подпись и решает, разрешить доступ или нет;
- Электронные документы. Многие современные документы содержат чип с публичным ключом. Например, при пересечении границы сотрудник пограничной службы с помощью публичного ключа проверяет цифровую подпись документа, выданного госорганом;
- Банковские переводы. По аналогии с блокчейном, публичный и приватный ключи используются для защиты транзакций в традиционном интернет-банкинге. При отправке перевода приложение подписывает запрос приватным ключом, а сервер банка с помощью публичного проверяет подлинность запроса.
Подводя итоги
Публичный и приватный ключи — это важные звенья безопасности многих цифровых систем, от блокчейна до сервисов госуслуг. Приватный — это секретный код, который должен храниться в тайне и использоваться для подтверждения операций, например, при отправке криптовалюты или подписи сообщений. Публичный является открытым, им можно делиться для приема сообщений или средств. Для удобства часто применяется сид-фраза. Она позволяет восстановить доступ к приватному адресу в случае его утери.
Источники
- Приватный ключ: что это такое, как работает и лучшие способы его хранения https://www.investopedia.com/terms/p/private-key.asp
- Как работает криптография с публичным ключом? https://www.cloudflare.com/learning/ssl/how-does-public-key-encryption-work/
