Сквозное шифрование, или как Telegram и Accord защищают переписку
Хочу написать небольшой пост о сквозном шифровании, или, если использовать технический термин, E2EE (End-to-End Encryption).
Сегодня эта технология широко применяется во многих мессенджерах. Я тоже реализовал E2EE в своём мессенджере Accord. Однако далеко не все понимают, как именно работает этот механизм, поэтому попробую объяснить простыми словами.
Поскольку я являюсь разработчиком и основателем собственного мессенджера, реализовать эту схему для меня не составило особого труда. Главный секрет заключается в понимании принципов работы криптографических алгоритмов, таких как AES и RSA. Хотя современные реализации E2EE обычно используют не RSA, а алгоритмы на эллиптических кривых (например, X25519), я не стал прибегать к усложнениям.
Алгоритм AES я использовал для непосредственного шифрования текстового сообщения, которое один пользователь отправляет другому. Для шифрования применяется секретный ключ (или пароль). Основная проблема такого подхода заключается в том, что этот ключ необходимо каким-то образом передать получателю. Если злоумышленник перехватит ключ, он сможет расшифровать сообщение.
Чтобы этого не произошло, я использовал ещё один алгоритм - RSA. Для его работы требуется пара криптографических ключей: публичный и приватный. Так как RSA не предназначен для шифрования больших объёмов данных, я его использовал для безопасной передачи того самого секретного ключа, который используется алгоритмом AES.
В результате схема выглядит так.
Сначала текст сообщения шифруется алгоритмом AES с использованием случайного секретного ключа. Затем этот ключ шифруется алгоритмом RSA с использованием публичного ключа получателя. Когда получатель отправляет ответ, он выполняет ту же самую операцию, но уже с публичным ключом аппонента.
Важно понимать, что публичный ключ предназначен только для шифрования. Расшифровать данные с его помощью невозможно. Для расшифровки существует только соответствующий ему приватный ключ.
Когда получатель открывает сообщение, его устройство сначала с помощью приватного ключа RSA расшифровывает секретный ключ AES, а затем уже этим ключом расшифровывает само сообщение.
В моём приложении это работает следующим образом. Публичные ключи пользователей хранятся на сервере. Когда пользователь отправляет сообщение, приложение запрашивает у сервера публичный ключ получателя, шифрует сообщение на устройстве пользователя и отправляет на сервер уже зашифрованные данные. Сервер выступает лишь в роли посредника и пересылает этот зашифрованный пакет получателю. Сам сервер приватные ключи не хранит.
При этом приватные ключи никогда не покидают устройство пользователя. Они хранятся в защищённом хранилище смартфона, и получить к ним доступ не может ни сервер, ни разработчик приложения, ни кто-либо ещё. Поэтому расшифровать переписку может только владелец соответствующего приватного ключа.
В этом и заключается смысл сквозного шифрования: сервер передаёт сообщения, но не имеет возможности их прочитать.
Именно поэтому было довольно забавно наблюдать, как спецслужбы требовали у Павла Дурова "ключи шифрования", чтобы получить доступ к переписке пользователей Telegram. Никаких универсальных ключей у него нет и быть не может - приватные ключи находятся только на устройствах самих пользователей.
Именно поэтому требование "передать ключи" технически лишено смысла. Передавать попросту нечего.
П.С.
Я - сетевой долгожитель и начинал свой путь еще в эпоху Фидонета (FidoNet). Эта сеть была по-настоящему децентрализованной: никаких общих серверов и никакого DNS. Все строилось просто: компьютер, модем и терминальная программа для связи. Часто в роли узла (ноды) выступал сервер в банке, где знакомый сисадмин выделял адреса. При этом подключиться можно было к любому другому участнику, даже к частному лицу. Вот это и была настоящая децентрализация! Думаю, учитывая растущее давление регуляторов на современный интернет, мы скоро снова вернемся к проверенным идеям старого доброго Фидо.
