Jabarkan Kriptografi kunci-publik dari Kriptografi

Kriptosistem kunci-simetris menggunakan kunci yang sama untuk enkripsi dan dekripsi sebuah pesan, walaupun pesan atau kelompok pesan dapat memiliki kunci yang berbeda dari yang lain. Kerugian yang paling signifikan dari chiper simetris ialah kebutuhan manajerial kunci untuk menggunakannya secara aman. Setiap sepasang pihak komunikasi yang berbeda harus, idealnya, membagi kunci yang berbeda, dan juga membagi textchiper yang berbeda juga. jumlah kunci yang dibutuhkan meningkat dua kali lipat dari jumlah anggota jaringan, yang sangat cepat membutuhkan skema manajemen kunci komplek untuk menjaga semuanya tetap konsisten dan rahasia. Kesulitan dari menciptakan kunci rahasia yang aman di antara dua pihak yang saling berkomunikasi, ialah, ketika belum adanya jaringan aman di antara keduanya, juga kehadiran chicken-and-egg problem yang dianggap menjadi tantangan praktikal untuk pengguna kriptografi di dunia nyata.

Pada jurnal pionir tahun 1976, Whifiled Diffie dan Martin Hellman mengusulkan istilah dari kriptografikunci-publik (juga, secara umum, disebut kunci asimetris) pada dua istilah yang berbeda namun secara matematis terdapat kunci yang berhubungan, yaitu kunci publik dan kunci privat. Sistem kunci pablik dikonstruksikan sangat baik sehingga kalkulasi dari satu kunci ('kunci privat') secara komputasional tidak mirip dengan (kunci 'publik') walaupun secara kebutuhan mereka mirip. Malah, kedua kunci dihasilkan secara rahasia, sebagai pasangan yang tidak berhubungan. Sejarawan David Kahn menjelaskan kriptografi kunci-publik sebagai "konsep baru paling revolusioner dalam bidang ini sejak substitusi polialfabetik yang ditemukan pada masa Renaissance

Dalam ekosistem kunci-publik, kunci publik dapat secara bebas terdistribusi, saat pasangannya kunci privat harus selalu terjaga rahasia. Pada sistem enkripsi kunci-publik, kunci publik digunakan untuk enkripsi, sedang kunci privat atau rahasia digunakan untuk dekripsi. Sementara Diffie dan Hellman tidak dapat menemukan sistem seperti itu, mereka menunjukkan bahwa kriptografi kunci-publik memang benar mungkin dengan menunjukkan protokol Diffie-Hellman key exchange, sebuah solusi yang sekarang digunakan secara luas dalam komunikasi aman, mengizinkan dua kelompok untuk secara rahasia membagi kunci enkripsi.

Jurnal Diffie dan Hellman menyebar luas pada dunia akademi dalam mencari sistem enkripsi kunci-publik praktis. Lalu pada tahun 1978 Ronald Rivest, Adi Shamir, dan Len Adleman, menemukan solusi yang kini dikenal sebagai algoritme RSA.

Algoritme Diffie-Hellman dan RSA, sebagai tambahan dalam menciptakan contoh algoritme kunci-publik kualitas tinggi pertama yang dikenal publik, telah sangat luas digunakan. Yang lain termasuk Kriptosistem Cramer-Shoup, Enkripsi ElGamal, dan varian Teknik kurva eliptis.

Lalu, dokumen yang dipublikasikan pada tahun 1997 oleh Government Communication Headquarters (GCHQ), organisasi rahasia Inggris, mengungkapkan bahwa kriptografer di GCHQ telah mengantisipasi beberapa pengembangan akademik. Dilaporkan, sekitar tahun 1970, James H. Ellis telah memahami prinsip kriptografi kunci asimetris. Pada tahun 1973, Clifford Cocks menemukan sulisi yang esensialnya menyerupai algoritme RSA. Dan pada tahun 1974, Malcom J. Williamson diklaim telah mengembangkan algoritme pertukaran Diffie-Hellman.

Kriptografi kunci-publik dapat juga digunakan untuk mengimplementasikan skema tanda tangan digital. Tanda tangan digital berhubungan dengan tanda tangan pada umumnya; mereka memiliki karateristik yang sama di mana mudah bagi pengguna untuk membuatnya, tetapi sangat sulit bagi orang lain untuk memalsukannya. Tanda tangan digital dapat juga secara permanen mengikat pada konten pesan yang sedang ditanda tangani; mereka lalu tidak dapat 'dipindahkan' dari satu dokumen ke dokumen yang lain, dan setiap usaha akan dapat terdeteksi. Pada skema tanda tangan digital, terdapat dua algoritme: satu untuk menandatangani, di mana kunci rahasia digunakan untuk memproses pesan (atau hash dari pesan, atau keduanya), dan satu untuk verivikasi, di mana kunci publik yang sesuai digunakan dengan pesan untuk memeriksa validitas tanda tangan. RSA dan DSA merupakan dua skema tanda tangan digital yang paling terkenal. Tanda tangan digital merupakan pusat dari operasi infrastruktur kunci publik dan banyak skema keamanan jaringan lainnya (seperti Transport Layer Security, VPN, dll).

Algoritme kunci publik paling sering didasari pada teori masalah kompleksitas komputasional, sering dengan teori bilangan. Sebagai contoh, kekuatan RSA berhubungan dengan masalah faktorisasi integer, sedangkan Diffie-Hellman dan DSA berhubungan dengan masalah logaritma diskrit. Baru-baru saja, kriptografi kurva eliptis telah ditemukan, sistem di mana keamanan yang didasari pada masalah teoretis bilangan yang melibatkan kurva eliptis. Dikarenakan kesulitan masalah pokok, kebanyakan algoritme kunci-publik melibatkan operasi seperti eksponensial dan perkalian aritmetika modular, di mana teknik ini secara komputasional lebih mahal ketimbang teknik yang digunakan pada banyak chiper blok, khususnya dengan ukuran kunci yang dibutuhkan. Hasilnya, kriptosistem kunci-publik seringnya merupakan kriptosistem hybrid, yang merupakan algoritme enkripsi kunci-simetris berkualitas tinggi digunakan untuk pesan itu sendiri, sedang kunci simetris yang relevan dikirimkan dengan pesan, tetapi dienkripsikan menggunakan algoritme kunci publik. Hampir sama, skema tanda tangan hybrid sering digunakan, di mana fungsi hash kriptogfari dihitung secara komputer, dan hanya hash hasil yang ditanda tangani secara digital.