Cos'è la crittografia a chiave pubblica?
La crittografia a chiave pubblica (PKC), nota anche come crittografia asimmetrica, è un meccanismo che utilizza sia una chiave privata che una pubblica, in contrapposizione alla chiave singola utilizzata nella crittografia simmetrica. L'uso di coppie di chiavi conferisce a PKC un insieme unico di caratteristiche e capacità che possono essere utilizzate per risolvere le sfide inerenti ad altre tecniche di crittografia. Questa forma di crittografia è diventata un elemento importante nella moderna sicurezza informatica, nonché una componente vitale per lo sviluppo dell'ecosistema delle criptovalute.
Come funziona la crittografia a chiave pubblica?
In uno schema PKC, la chiave pubblica viene utilizzata dal mittente per crittografare le informazioni, mentre la chiave privata viene utilizzata dal destinatario per decrittografarle. Le due chiavi sono diverse, in quanto la chiave pubblica può essere condivisa in modo sicuro senza compromettere la sicurezza della chiave privata. Ogni coppia di chiavi asimmetriche è unica, garantendo che un messaggio crittografato con una chiave pubblica possa essere letto solo dal proprietario della chiave privata corrispondente.
Poiché gli algoritmi di crittografia asimmetrica generano coppie di chiavi matematicamente collegate, hanno lunghezze di chiave molto più lunghe rispetto a quelle generate dalla crittografia simmetrica. Questa lunghezza maggiore, in genere da 1.024 a 2.048 bit, rende estremamente difficile calcolare una chiave privata da una chiave pubblica. Uno degli algoritmi di crittografia asimmetrica più diffusi oggi è chiamato RSA. Nello schema RSA, le chiavi vengono generate utilizzando un modulo che moltiplica due numeri (solitamente due numeri primi grandi). In termini più semplici, il modulo genera due chiavi (una chiave pubblica che può essere condivisa e una chiave privata che deve essere mantenuta segreta). L'algoritmo RSA è stato descritto per la prima volta nel 1977 da Rivest, Shamir e Adleman (RSA è la sigla di questi tre autori) e rimane tutt'oggi un componente fondamentale dei sistemi crittografici a chiave pubblica.
PKC - Strumento di crittografia
La crittografia a chiave pubblica risolve uno dei problemi di lunga data degli algoritmi simmetrici: la comunicazione delle chiavi utilizzate sia per la crittografia che per la decrittografia. L'invio delle chiavi tramite una connessione non sicura rischia di esporre i messaggi crittografati con la chiave condivisa a terzi che potrebbero leggerli. Sebbene esistano tecniche crittografiche (come il protocollo di scambio di chiavi Diffie-Hellman-Merkle) per risolvere questo problema, sono comunque vulnerabili agli attacchi. Al contrario, con la crittografia a chiave pubblica, la chiave utilizzata per la crittografia può essere condivisa in modo sicuro su qualsiasi connessione. Di conseguenza, gli algoritmi asimmetrici offrono un livello di protezione più elevato rispetto agli algoritmi simmetrici.
Applicazione per la creazione di firme digitali
Un'altra applicazione degli algoritmi di crittografia asimmetrica è l'autenticazione dei dati tramite firme digitali. In sostanza, una firma digitale è un hash creato utilizzando i dati contenuti in un messaggio. Quando un messaggio viene inviato, il destinatario può verificare la firma utilizzando la chiave pubblica del mittente per autenticare la fonte del messaggio e garantire che il messaggio non sia stato manomesso. In alcuni casi, firme digitali e crittografia vengono applicate insieme e l'hash stesso può essere crittografato come parte del messaggio. Tuttavia, è opportuno notare che non tutti gli schemi di firma digitale utilizzano tecniche di crittografia.
Limitazioni
Sebbene possa essere utilizzata per migliorare la sicurezza informatica e verificare l'integrità dei messaggi, la PKC presenta alcune limitazioni. A causa delle complesse operazioni matematiche coinvolte nella crittografia e nella decrittografia, gli algoritmi asimmetrici possono essere piuttosto lenti quando sono costretti a elaborare grandi quantità di dati. Questo tipo di crittografia si basa inoltre fortemente sul presupposto che la chiave privata venga mantenuta segreta. Se una chiave privata viene accidentalmente condivisa o divulgata, la sicurezza di tutti i messaggi crittografati con la corrispondente chiave pubblica viene compromessa. Gli utenti possono anche perdere accidentalmente la propria chiave privata, nel qual caso non saranno in grado di accedere ai dati crittografati.
Applicazioni di crittografia a chiave pubblica
Questo tipo di crittografia è utilizzato da molti sistemi informatici moderni per garantire la sicurezza delle informazioni sensibili. Le e-mail, ad esempio, possono essere crittografate utilizzando tecniche di crittografia a chiave pubblica per mantenerne segreto il contenuto. Anche il protocollo Secure Sockets Layer (SSL), che consente connessioni sicure ai siti web, può utilizzare la crittografia asimmetrica. I sistemi PKC sono stati persino utilizzati per fornire un ambiente di voto elettronico sicuro che consente agli elettori di partecipare alle elezioni dai propri computer di casa.
La PKC riveste un ruolo di primo piano anche nella tecnologia blockchain e nelle criptovalute. Quando viene creato un nuovo portafoglio di criptovalute, viene creata una coppia di chiavi (una pubblica e una privata). Un indirizzo pubblico viene creato utilizzando la chiave pubblica e può essere condiviso in modo sicuro con altri. D'altra parte, la chiave privata viene utilizzata per creare firme digitali e verificare le transazioni e pertanto deve essere mantenuta segreta. Una volta che una transazione è stata verificata convalidando l'hash contenuto nella firma digitale, può essere aggiunta al registro blockchain. Il sistema di verifica della firma digitale garantisce che solo la persona in possesso della chiave privata associata al portafoglio di criptovalute corrispondente possa prelevare fondi. È importante notare che la crittografia asimmetrica utilizzata nelle applicazioni di criptovaluta è diversa dalla crittografia utilizzata per scopi di sicurezza informatica. Ad esempio, Bitcoin ed Ethereum utilizzano una crittografia specializzata chiamata Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) per verificare le transazioni.
Dalla sicurezza informatica alla verifica delle transazioni in criptovaluta, la crittografia a chiave pubblica svolge un ruolo fondamentale nella protezione dei moderni sistemi digitali. Utilizzando coppie di chiavi pubbliche e private, gli algoritmi di crittografia asimmetrica risolvono i problemi di sicurezza fondamentali presentati dalla crittografia simmetrica. Sebbene la PKC sia in uso da molti anni, nuovi utilizzi e applicazioni vengono costantemente sviluppati, soprattutto nel settore blockchain e delle criptovalute.
