إدارة المفاتيح
خطوات الإدارة > تبادل المفاتيح

قبل أي اتصال آمن، يجب على المستخدمين إعداد تفاصيل التشفير. في بعض الحالات قد يتطلب هذا تبادل مفاتيح متطابقة (في حالة نظام المفاتيح المتماثلة). وفي حالات أخرى قد يتطلب الأمر امتلاك المفتاح العام للطرف الآخر. في حين أنه من الممكن تبادل المفاتيح العامة بشكل مفتوح (يتم الاحتفاظ بالمفتاح السري المقابل لها سراً)، يجب تبادل المفاتيح المتماثلة عبر قناة اتصال آمنة. في السابق، كان تبادل هذا النوع من المفاتيح أمرًا صعبًا للغاية، وكان يتم تسهيله بشكل كبير من خلال الوصول إلى قنوات آمنة مثل الحقيبة الدبلوماسية . إن تبادل المفاتيح المتماثلة عن طريق النص الواضح قد يمكّن أي معترض من الحصول على المفتاح وأي بيانات مشفرة على الفور.
لقد سهل تقدم التشفير بالمفتاح العام في سبعينيات القرن العشرين عملية تبادل المفاتيح. منذ نشر بروتوكول تبادل مفاتيح Diffie-Hellman في عام 1975، أصبح من الممكن تبادل مفتاح عبر قناة اتصالات غير آمنة، مما أدى إلى تقليل خطر كشف المفتاح أثناء التوزيع بشكل كبير. من الممكن، باستخدام شيء شبيه بـرمز الكتاب ، تضمين مؤشرات رئيسية كنص واضح مرفق برسالة مشفرة. كانت تقنية التشفير التي استخدمها كاتب الكود لدى ريتشارد سورج من هذا النوع، حيث كانت تشير إلى صفحة في دليل إحصائي، رغم أنها كانت في الواقع رمزًا. كان مفتاح التشفير المتماثل للجيش الألماني إنجما من النوع المختلط في بداية استخدامه. كان المفتاح عبارة عن مزيج من جداول مفاتيح موزعة بشكل سري ومكون مفتاح جلسة يختاره المستخدم لكل رسالة.
في الأنظمة الأكثر حداثة، مثل الأنظمة المتوافقة مع OpenPGP ، يتم توزيع مفتاح الجلسة لخوارزمية المفتاح المتماثل مشفرًا بواسطة خوارزمية المفتاح غير المتماثل . يتجنب هذا النهج حتى ضرورة استخدام بروتوكول تبادل المفاتيح مثل تبادل مفاتيح Diffie-Hellman.
تتضمن طريقة أخرى لتبادل المفاتيح تغليف مفتاح واحد داخل مفتاح آخر. عادةً ما يتم إنشاء مفتاح رئيسي وتبادله باستخدام بعض الطرق الآمنة. تعتبر هذه الطريقة عادةً مرهقة أو مكلفة (على سبيل المثال، يقسم المفتاح الرئيسي إلى أجزاء متعددة وإرسال كل جزء عن طريق شركة شحن موثوقة) وليست مناسبة للاستخدام على نطاق أوسع. بمجرد تبادل المفتاح الرئيسي بشكل آمن، يمكن استخدامه بعد ذلك لتبادل المفاتيح اللاحقة بشكل آمن وبكل سهولة. يُطلق على هذه التقنية عادةً اسم لف المفتاح . تَستخدم إحدى التقنيات الشائعة تشفير الكتل ووظائف التجزئة التشفيرية.
الطريقة ذات الصلة هي تبادل مفتاح رئيسي (يُطلق عليه أحيانًا مفتاح الجذر) واستخلاص مفاتيح فرعية حسب الحاجة من هذا المفتاح وبعض البيانات الأخرى (غالبًا ما يشار إليها ببيانات التنويع). من المحتمل أن يكون الاستخدام الأكثر شيوعًا لهذه الطريقة في أنظمة التشفير المعتمدة على البطاقات الذكية ، مثل تلك الموجودة في البطاقات المصرفية. يقوم البنك أو شبكة الائتمان بتضمين مفتاحها السري في مخزن المفاتيح الآمن للبطاقة أثناء إنتاج البطاقة في منشأة إنتاج آمنة. وبعد ذلك، في نقطة البيع، يصبح كل من البطاقة وقارئ البطاقة قادرين على استخلاص مجموعة مشتركة من مفاتيح الجلسة استنادًا إلى المفتاح السري المشترك والبيانات الخاصة بالبطاقة (مثل الرقم التسلسلي للبطاقة). يمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة عندما يتعين ربط المفاتيح ببعضها البعض (على سبيل المثال، المفاتيح الوزارية مرتبطة بمفاتيح الأقسام، والمفاتيح الفردية مرتبطة بالمفاتيح الوزارية). ومع ذلك، فإن ربط المفاتيح مع بعضها البعض بهذه الطريقة يزيد من الضرر الذي قد يتسببه خرق أمني حيث سيعلم المهاجمون معلومات عن مفتاح واحد و عدة مفاتيح أخرى. يؤدي هذا إلى تقليل الإنتروبيا، فيما يتعلق بالمهاجم، لكل مفتاح مشارك.
تستخدم إحدى الطرق الحديثة دالة عشوائية زائفة غير واعية لإصدار مفاتيح دون أن يتمكن نظام إدارة المفاتيح من رؤية المفاتيح على الإطلاق.