Crittografia asimmetrica: RSA e curve ellittiche

La cifratura asimmetrica usa una coppia di chiavi matematicamente correlate: una chiave pubblica (condivisa liberamente) e una chiave privata (mantenuta segreta). I dati cifrati con la chiave pubblica possono essere decifrati solo con la chiave privata, e viceversa.

RSA (Rivest–Shamir–Adleman, 1977) si basa sulla difficoltà di fattorizzare grandi numeri primi. La sicurezza dipende dalla dimensione della chiave: RSA-2048 è il minimo attuale; RSA-4096 è destinato agli usi con requisiti di sicurezza elevati. RSA è più lento della cifratura simmetrica: viene usato per lo scambio di chiavi, non per cifrare grandi quantità di dati.

Generazione delle chiavi RSA:

ECC offre una sicurezza equivalente a RSA con dimensioni delle chiavi molto inferiori. Una chiave ECC da 256 bit è paragonabile a una chiave RSA da 3072 bit. Chiavi più piccole significano operazioni più rapide e un minore utilizzo della banda: un aspetto fondamentale per gli handshake TLS e i dispositivi mobili.

Curve ampiamente usate:

• P-256 (secp256r1) — standard NIST, usato in TLS
• X25519 — progettata da Bernstein, scambio di chiavi efficiente, senza problemi legati ai brevetti
• Ed25519 — schema di firma EdDSA, usato nelle chiavi SSH

Nella pratica, la cifratura asimmetrica e quella simmetrica vengono combinate:

1. Asimmetrica: cifrare una chiave simmetrica casuale con la chiave pubblica del destinatario
2. Simmetrica: cifrare i dati effettivi con quella chiave

È così che funziona TLS: RSA/ECDH negoziano le chiavi di sessione; AES cifra i dati della sessione.

Diffie-Hellman (DH) consente a due parti di stabilire un segreto condiviso su un canale insicuro senza scambiarsi una chiave. Il segreto condiviso viene usato per derivare una chiave di sessione simmetrica. ECDH (Diffie-Hellman su curve ellittiche) è la variante moderna usata in TLS 1.3.

Perfect Forward Secrecy (PFS): ogni sessione usa chiavi DH effimere che vengono eliminate dopo l'uso. Anche se la chiave privata del server venisse compromessa in seguito, non sarebbe possibile decifrare le sessioni registrate in precedenza. TLS 1.3 impone PFS; in TLS 1.2 cerchi le suite di cifratura ECDHE.

RSA ha due scopi:

• Cifratura: cifrare con la chiave pubblica → solo il titolare della chiave privata può decifrare
• Firma: firmare con la chiave privata → chiunque disponga della chiave pubblica può verificarne l'autenticità

Usi il padding OAEP per la cifratura e il padding PSS per le firme. Non usi mai PKCS#1 v1.5 per la cifratura.

I computer quantistici che eseguono l'algoritmo di Shor potrebbero compromettere RSA ed ECC. NIST sta standardizzando gli algoritmi di crittografia post-quantistica (CRYSTALS-Kyber per lo scambio di chiavi, CRYSTALS-Dilithium per le firme). La migrazione richiederà anni: inizi ora a fare l'inventario dei sistemi che dipendono dalla crittografia.

Le chiavi asimmetriche richiedono una gestione sicura: le generi su hardware affidabile, protegga le chiavi private con una passphrase o un HSM, le ruoti periodicamente e revochi quelle compromesse tramite CRL/OCSP. La perdita delle chiavi private comporta la perdita dell'accesso a tutti i dati cifrati.

Quale approccio combina la cifratura asimmetrica e quella simmetrica, usando la prima per scambiare una chiave e la seconda per cifrare i dati?

La cifratura asimmetrica usa coppie di chiavi pubblica e privata. RSA è collaudato ma lento; ECC offre una sicurezza equivalente con chiavi più piccole. La cifratura ibrida combina entrambe per l'uso pratico. Diffie-Hellman consente uno scambio sicuro delle chiavi; ECDHE offre la segretezza in avanti. Le minacce quantistiche incombono: tenga d'occhio la standardizzazione PQC da parte di NIST.