GPG do asymetrycznego szyfrowania plików

GNU Privacy Guard (GPG) implementuje standard OpenPGP (RFC 4880) do asymetrycznego szyfrowania plików i tworzenia podpisów cyfrowych. Umożliwia wykonanie dwóch podstawowych operacji: zaszyfrowanie pliku tak, aby tylko zamierzony odbiorca mógł go odszyfrować, oraz podpisanie pliku tak, aby inne osoby mogły zweryfikować jego autentyczność i integralność. GPG jest standardowym narzędziem do bezpiecznego przesyłania plików i podpisywania wydań oprogramowania.

Generowanie kluczy GPG jest interaktywne za pomocą gpg --gen-key lub możliwe do wykonania w skrypcie za pomocą gpg --quick-gen-key. Współczesne GPG domyślnie używa ed25519 do podpisywania i cv25519 (Curve25519) do szyfrowania, tworząc główny klucz podpisujący oraz podklucz szyfrujący. Opcja --full-gen-key zapewnia pełną kontrolę nad typem i rozmiarem klucza oraz datą wygaśnięcia użytkownikom, którzy potrzebują niestandardowej konfiguracji.

Klucze GPG RSA o długości 4096 bitów są zgodne ze wszystkimi implementacjami OpenPGP i zapewniają silne zabezpieczenia. ECDSA z Curve25519 (Ed25519 do podpisywania, Cv25519 do szyfrowania) tworzy mniejsze klucze i umożliwia szybsze operacje, zachowując równoważny poziom bezpieczeństwa. Starsze klucze DSA są w starszych implementacjach ograniczone do skrótów SHA-1 i nie należy ich używać. Nowe klucze powinny używać typów opartych na Curve25519.

Po wygenerowaniu pary kluczy należy wyeksportować klucz publiczny w celu jego rozpowszechnienia: gpg --armor --export your@email.com wyświetla blok klucza publicznego w formacie ASCII-armored. Należy udostępnić ten plik każdej osobie, która powinna szyfrować pliki dla Państwa lub weryfikować Państwa podpisy. Odbiorcy importują Państwa klucz publiczny za pomocą gpg --import publickey.asc, zanim będą mogli szyfrować pliki lub weryfikować podpisy.

Aby zaszyfrować plik dla konkretnego odbiorcy, należy użyć polecenia: gpg --encrypt --recipient recipient@email.com --output secret.gpg plaintext.txt. GPG używa klucza publicznego odbiorcy do zaszyfrowania klucza sesyjnego pliku, a następnie szyfruje plik za pomocą AES-256 (lub wynegocjowanego szyfru). Tylko odbiorca posiadający pasujący klucz prywatny może odszyfrować klucz sesyjny pliku i odzyskać tekst jawny.

Podpis odłączony (gpg --detach-sign --armor file.tar.gz) tworzy osobny plik .asc zawierający podpis. Oryginalny plik pozostaje niezmieniony. Odbiorcy weryfikują podpis za pomocą gpg --verify file.tar.gz.asc file.tar.gz. Podpisy odłączone są standardem w przypadku wydań oprogramowania, ponieważ umożliwiają weryfikację podpisu bez odszyfrowywania lub modyfikowania rozpowszechnianego pliku.

Weryfikacja podpisu potwierdza, że plik został podpisany przez wskazany klucz i nie został zmodyfikowany od czasu podpisania. Polecenie gpg --verify signature.asc file wyświetla odcisk palca klucza, identyfikator użytkownika oraz informację, czy podpis jest prawidłowy, czy nieprawidłowy. Bezpieczeństwo zależy od prawidłowego zaufania do klucza publicznego osoby podpisującej: prawidłowy podpis złożony za pomocą niezaufanego lub niezweryfikowanego klucza daje niewielką gwarancję.

GPG szyfruje klucz prywatny szyfrem symetrycznym wyprowadzonym z hasła przed zapisaniem go. Bez hasła osoba atakująca, która zdobędzie plik klucza prywatnego, nie może go użyć. GPG korzysta z funkcji wyprowadzania klucza, aby uzyskać klucz szyfrujący na podstawie hasła. Hasło powinno być długie i łatwe do zapamiętania, ale nieużywane nigdzie indziej, ponieważ chroni ono wszystkie zaszyfrowane pliki.

Serwery kluczy GPG przechowują klucze publiczne, ułatwiając ich wyszukiwanie. Polecenie gpg --send-keys KEYID --keyserver hkps://keys.openpgp.org przesyła Państwa klucz publiczny. Inne osoby mogą go wyszukać i zaimportować za pomocą gpg --recv-keys KEYID. Serwery kluczy synchronizują się ze sobą, zapewniając globalną dostępność kluczy. Nowoczesne serwery kluczy, takie jak keys.openpgp.org, wymagają weryfikacji adresu e-mail przed publikacją, co zapobiega atakom polegającym na spamowaniu kluczami.

Ustawienie daty wygaśnięcia klucza zapewnia automatyczną ochronę w przypadku utraty nad nim kontroli, bez konieczności tworzenia certyfikatu unieważnienia. Po wygaśnięciu klucza GPG ostrzega użytkowników szyfrujących dane za jego pomocą. Jeśli klucz zostanie przejęty, należy natychmiast opublikować certyfikat unieważnienia (utworzony w momencie generowania klucza) na serwerach kluczy: gpg --import revocation.cert i gpg --send-keys. Uniemożliwia to dalsze szyfrowanie na przejęty klucz.

GPG może działać nieinteraktywnie w skryptach dzięki flagom --batch i --yes oraz przekazywaniu haseł za pomocą --passphrase-fd w celu odczytu z deskryptora pliku. Agent GPG (gpg-agent) przechowuje hasło w pamięci podręcznej przez konfigurowalny czas, umożliwiając jego automatyczne ponowne użycie. W potokach CI/CD materiał klucza powinien być przechowywany w systemach zarządzania sekretami, a nie w kodzie źródłowym ani w zmiennych środowiskowych.

Podsumowanie GPG: należy generować pary kluczy (preferując Curve25519), eksportować i udostępniać klucze publiczne, szyfrować za pomocą klucza publicznego odbiorcy (--encrypt --recipient), osobno podpisywać pliki za pomocą podpisów odłączonych (--detach-sign), weryfikować podpisy za pomocą --verify, chronić klucze prywatne hasłami, ustawiać daty wygaśnięcia i przygotowywać certyfikaty unieważnienia, a także używać serwerów kluczy do wyszukiwania i rozpowszechniania kluczy publicznych.