GPG для асимметричного шифрования файлов

GNU Privacy Guard (GPG) реализует стандарт OpenPGP (RFC 4880) для асимметричного шифрования файлов и создания цифровых подписей. Он поддерживает две основные операции: шифрование файла, чтобы расшифровать его мог только предназначенный получатель, и подписание файла, чтобы другие могли проверить его подлинность и целостность. GPG является стандартным инструментом для безопасной передачи файлов и подписывания выпусков программного обеспечения.

Генерация ключей GPG выполняется в интерактивном режиме с помощью gpg --gen-key или в сценариях с помощью gpg --quick-gen-key. В современных версиях GPG по умолчанию используются ed25519 для подписывания и cv25519 (Curve25519) для шифрования; создаются основной ключ для подписывания и подключ для шифрования. Параметр --full-gen-key предоставляет полный контроль над типом и размером ключа, а также датой истечения срока действия для пользователей, которым нужны нестандартные настройки.

Ключи GPG RSA размером 4096 бит совместимы со всеми реализациями OpenPGP и обеспечивают высокий уровень безопасности. ECDSA с Curve25519 (Ed25519 для подписывания и Cv25519 для шифрования) позволяет использовать ключи меньшего размера и выполнять операции быстрее, сохраняя сопоставимый уровень безопасности. Устаревшие ключи DSA в старых реализациях ограничены дайджестами SHA-1, поэтому их не следует использовать. Для новых ключей следует выбирать типы на основе Curve25519.

После создания пары ключей экспортируйте открытый ключ для распространения: команда gpg --armor --export your@email.com выводит блок открытого ключа в формате ASCII. Передайте этот файл всем, кто должен шифровать файлы для Вас или проверять Ваши подписи. Получатели импортируют Ваш открытый ключ с помощью gpg --import publickey.asc, после чего смогут шифровать файлы или проверять подписи.

Чтобы зашифровать файл для конкретного получателя, выполните команду gpg --encrypt --recipient recipient@email.com --output secret.gpg plaintext.txt. GPG использует открытый ключ получателя для шифрования сеансового ключа файла, а сам файл шифрует с помощью AES-256 (или согласованного шифра). Только получатель, у которого имеется соответствующий закрытый ключ, может расшифровать сеансовый ключ файла и восстановить открытый текст.

Отсоединённая подпись (gpg --detach-sign --armor file.tar.gz) создаёт отдельный файл .asc, содержащий подпись. Исходный файл не изменяется. Получатели проверяют подпись с помощью gpg --verify file.tar.gz.asc file.tar.gz. Отсоединённые подписи являются стандартом для выпусков программного обеспечения: они позволяют проверить подпись, не расшифровывая и не изменяя распространяемый файл.

Проверка подписи подтверждает, что файл подписан заявленным ключом и не изменялся после подписывания. Команда gpg --verify signature.asc file выводит отпечаток ключа, идентификатор пользователя и сведения о том, является ли подпись действительной или недействительной. Безопасность зависит от правильного установления доверия к открытому ключу подписавшего: действительная подпись от недоверенного или непроверенного ключа обеспечивает мало гарантий.

Перед сохранением GPG шифрует закрытый ключ симметричным шифром, ключ для которого вырабатывается из парольной фразы. Не зная парольной фразы, злоумышленник, получивший файл закрытого ключа, не сможет его использовать. GPG применяет функцию выработки ключа, чтобы получить ключ шифрования из парольной фразы. Парольная фраза должна быть длинной и запоминающейся, но не использоваться где-либо ещё, поскольку все Ваши зашифрованные файлы защищены ею.

Серверы ключей GPG хранят открытые ключи, чтобы их можно было находить. Команда gpg --send-keys KEYID --keyserver hkps://keys.openpgp.org загружает Ваш открытый ключ. Другие пользователи могут найти и импортировать его с помощью gpg --recv-keys KEYID. Серверы ключей синхронизируются друг с другом, обеспечивая глобальную доступность. Современные серверы ключей, такие как keys.openpgp.org, требуют подтверждения адреса электронной почты перед публикацией, что предотвращает атаки с засорением сервера ключами.

Установка срока действия для ключа обеспечивает автоматическую защиту в случае утраты контроля над ним, не требуя создания сертификата отзыва. Когда срок действия ключа истекает, GPG предупреждает пользователей, которые шифруют данные для этого ключа. Если Ваш ключ скомпрометирован, немедленно опубликуйте сертификат отзыва (созданный во время генерации ключа) на серверах ключей с помощью команд gpg --import revocation.cert и gpg --send-keys. Это предотвращает дальнейшее шифрование для скомпрометированного ключа.

GPG может работать без взаимодействия с пользователем в сценариях: для этого используются флаги --batch и --yes, а парольные фразы передаются с помощью --passphrase-fd для чтения из файлового дескриптора. Агент GPG (gpg-agent) кэширует парольную фразу в течение настраиваемого периода, позволяя автоматически использовать её повторно. В рабочих процессах CI/CD материалы ключей следует хранить в системах управления секретами, а не в исходном коде или переменных окружения.

Итоги работы с GPG: создавайте пары ключей (предпочтительно на основе Curve25519), экспортируйте и передавайте открытые ключи, шифруйте с помощью открытого ключа получателя (--encrypt --recipient), отдельно подписывайте файлы отсоединёнными подписями (--detach-sign), проверяйте подписи с помощью --verify, защищайте закрытые ключи парольными фразами, устанавливайте сроки действия и заранее создавайте сертификаты отзыва, а также используйте серверы ключей для поиска и распространения открытых ключей.