Главная идея состоит в том, что любые концепции безопасности в киберпространстве должны быть основаны на фундаментальных защитных механизмах, рассчитанных на цифровую информацию. Если нам удастся соорудить эффективные механизмы цифровой безопасности, способные заменить замки, печати и распознавание лиц, мы сможем интегрировать их в широкий круг систем и процессов, которые будут защищать нас в киберпространстве. В идеале эти инструменты должны имитировать уровень безопасности, доступный нам в материальном мире. А если повезет, киберзащиты время от времени будут становиться еще надежнее.

В этом фактически и состоит ключевая роль криптографии. Она предоставляет пакет (или, если хотите, набор) механизмов безопасности, которые можно развернуть в киберпространстве. Каждый из этих криптографических инструментов по отдельности довольно прост и позволяет выполнять такие важные задачи, как сокрытие цифровой информации от чужих глаз, обнаружение изменений, внесенных в электронный документ, или идентификация компьютера. Однако хорошо продуманное сочетание этих механизмов позволяет создавать чрезвычайно сложные системы безопасности, необходимые, к примеру, для поддержки безопасных финансовых транзакций, защиты электронных сетей распределения электроэнергии или проведения выборов в Интернете.

Сама по себе криптография не делает и не может сделать киберпространство безопасным, у этого процесса слишком много разных аспектов, чтобы ограничиваться только ее механизмами. Но, хотя безопасность дома нельзя свести к замкам на дверях, сложно себе представить дом вообще без замков. Точно так же одной лишь криптографии недостаточно для защиты банковских сетей, но без нее глобальная финансовая система точно бы не выжила [47] .

Криптография предоставляет механизмы, необходимые для безопасной работы в киберпространстве. Прежде чем исследовать их возможности, нужно разобраться в том, как они устроены. Весь фундамент, на который опирается криптография, состоит из двух главных компонентов: ключей и алгоритмов.

Давайте еще раз проанализируем ваш типичный день в материальном мире и подумаем о назначении некоторых механизмов безопасности, которые в нем фигурируют.

Конверт нужен для того, чтобы только энергетической компании были известны подробности отправленного вам счета. Замок на двери нужен, чтобы только вы могли войти в свой дом. Поведение человека за прилавком аптеки характерно только для настоящего фармацевта. Детали приглушенного разговора с фармацевтом были слышны только вам двоим. Физические свойства денег имеют только настоящие купюры и монеты.

Только, только… суть любого механизма безопасности в том, чтобы те или иные вещи могли происходить только в определенных обстоятельствах. Механизм безопасности можно использовать, чтобы отмежевать себя от других или выделить один из множества элементов. Он дает нам особую возможность. Ключ и замок дают возможность открыть дверь и войти в свой дом. Разговор шепотом дает возможность исключить из него тех, кто находится за пределами слышимости. Защитные элементы купюры позволяют использовать ее в качестве законного платежного средства.

В материальном мире возможности безопасности обеспечиваются разными средствами. Самое очевидное – что-то, чем вы располагаете: ключ, бейдж, билет, рекомендательное письмо [48] . Или то, где вы находитесь – достаточно близко, чтобы расслышать личный разговор, или внутри концертного зала, где проходит мероприятие, на которое вы купили билет. Или что-то, что вам известно – голос друга или то, что для входа в пещеру с сокровищами нужно произнести: «Сим-сим, откройся» [49] . Или даже то, кем вы являетесь, как в случае со сканированием отпечатков пальцев или радужки глаза. И, конечно же, особая возможность может обеспечиваться сочетанием подходов. У вашего фармацевта могло быть что-то особенное (бейдж), он мог стоять в особенном месте (за прилавком аптеки), быть кем-то особенным (тем, кого вы раньше видели) или знать что-то особенное (фармакология и порядок назначения лекарств).

Этот последний способ предоставления особых защитных возможностей – что-то, что вам известно – легче всего адаптировать к киберпространству. В криптографии эта особая информация зовется ключом. Термин выбран не случайно: криптографический ключ играет примерно ту же роль, что и дверной. Только тот, кто его знает, может выполнить определенное действие – по аналогии с тем, как открыть дверь в конкретном доме может только обладатель подходящего ключа. В большинстве случаев ключ представляет собой секретный фрагмент информации, знание которого используется в киберпространстве для отличения одного человека от другого. Заметьте, я применил выражение «в большинстве случаев». Пока что предположим, что ключи являются секретной информацией, хотя это не всегда так.