VYSVĚTLENÍ PODEPISOVÁNÍ ZPRÁV: POUŽITÍ PŘI PŘIHLAŠOVÁNÍ A OVĚŘOVÁNÍ

Co je podepisování zpráv?

Podepisování zpráv je kryptografický proces, při kterém uživatel připojí k zprávě nebo datům jedinečný digitální podpis, což umožňuje ostatním ověřit jejich pravost a původ. Na rozdíl od šifrování, které skrývá obsah zprávy, podepisování zajišťuje, že s daty nebyla manipulováno, a potvrzuje, kdo je odeslal. Podepisování zpráv je zásadní pro zabezpečenou digitální komunikaci, zejména v blockchainu, webovém ověřování a ověřování dokumentů.

Proces zahrnuje dvě primární složky: soukromý klíč, který zprávu podepisuje, a veřejný klíč, který se používá k ověření podpisu. Matematické propojení mezi těmito dvěma klíči je základem bezpečnosti postupu. Pokud je zpráva po podepsání upravena nebo pokud je podpis padělaný, ověření selže. To nabízí silnou záruku integrity dat a autenticity uživatele v celé řadě aplikací.

Digitální podpisy se běžně vytvářejí pomocí zavedených kryptografických algoritmů, jako například:

• RSA: Široce používaný algoritmus, který podporuje šifrování i podepisování.
• ECDSA (Eliptická křivka digitálního podpisu): Oblíbený v blockchainu a systémech, kde je klíčová výpočetní efektivita.
• EdDSA (Edwardsova křivka digitálního podpisu): Známý pro zvýšené zabezpečení a rychlost.

V praxi to znamená, že když uživatel podepíše zprávu, systém ji hashuje a hash zašifruje svým soukromým klíčem. Příjemce pak může tento podpis dešifrovat veřejným klíčem a ověřit hash oproti svému vlastnímu vypočítanému hashu zprávy. Pokud se oba hashe shodují, je zpráva autentická i nezměněná.

Podepisování zpráv je klíčové v kontextu decentralizovaných systémů, kde není k dispozici žádná centrální autorita pro ověřování transakcí nebo přihlašovacích údajů. Kryptografické podpisy umožňují vznik peer-to-peer důvěry v oblastech, jako jsou blockchainové sítě, decentralizované aplikace (dApps) a frameworky pro správu identit Web3.

Autentizace, ochrana dat a dodržování předpisů patří mezi hlavní motivace pro používání digitálních podpisů v moderních softwarových prostředích. Ať už je digitální podepisování zpráv integrováno do API, uživatelských rozhraní nebo podkladových vrstev protokolů, stalo se klíčovým prvkem pro bezpečnou a ověřitelnou komunikaci v digitální ekonomice.

Jak podepisování zpráv umožňuje ověřování

Nejpraktičtější využití podepisování zpráv spočívá v ověřování identity, zejména v digitálním prostředí bez centrální autority. Ověření prostřednictvím podepisování zpráv potvrzuje, že konkrétní akce, zpráva nebo datový záznam pochází ze známého zdroje a nebyl během přenosu změněn.

Ověření obvykle probíhá podle jasné posloupnosti kroků:

1. Uživatel zahájí akci, která vyžaduje ověření – například žádost o přístup k omezenému systému nebo odeslání citlivých dat.
2. Systém odešle uživateli jedinečnou zprávu (často obsahující nonce).
3. Uživatel tuto zprávu podepíše svým soukromým klíčem a vrátí podepsanou zprávu.
4. Systém zkontroluje podpis pomocí veřejného klíče uživatele.
5. Pokud je podpis platný a odpovídá očekávané identitě, ověření je úspěšné.

Tento přístup se běžně používá v:

• Ověření e-mailu: Protokoly PGP a S/MIME používají podepisování zpráv k potvrzení pravosti odesílatele.
• Transakce blockchainu: Uživatelé podepisují transakce soukromými klíči peněženky. Uzly ověřují tyto podpisy před zahrnutím transakcí do bloků.
• Integrita souborů: Vývojáři mohou publikovat software spolu s kontrolními součty nebo podepsanými hashy, aby zajistili, že si uživatelé stáhnou nezměněné verze.

Použití nonce – libovolných čísel použitých pouze jednou – řeší problém útoků typu replay, kdy je platný přenos dat zlomyslně opakován nebo zpožděn. Zajištěním, že každá zpráva je jedinečná a nikdy předtím nebyla odeslána, si ověřovatelé mohou být jisti, že požadavek je originální a aktuální.

Podepisování zpráv také pomáhá ověřovat metadata, jako jsou časová razítka nebo identita autora, v rámci větších decentralizovaných systémů. Například v případech použití blockchainu v dodavatelském řetězci lze data v řetězci úschovy podepisovat v různých kontrolních bodech, čímž se ověřuje původ fyzických nebo digitálních aktiv.

Ověřování podpisů hraje klíčovou roli v systémech infrastruktury veřejných klíčů (PKI) a certifikačních autoritách (CA). V těchto systémech digitální certifikáty vydané certifikační autoritou vážou identity uživatelů k veřejným klíčům, což umožňuje třetím stranám ověřovat podepsané zprávy v důvěryhodném rámci.

Stojí za zmínku, že podepisování zpráv podporuje právní platnost v určitých jurisdikcích – jak je definováno v předpisech, jako je nařízení eIDAS Evropské unie nebo zákon ESIGN Spojených států. Tímto způsobem mohou organizace splňovat požadavky na dodržování předpisů a zároveň efektivně ověřovat akce zákazníků nebo uživatelů v digitálních pracovních postupech.

Zabezpečení přihlášení pomocí podepisování zpráv

Podepisování zpráv nabízí robustní alternativu k tradičním metodám přihlašování, zejména k ověřování uživatelského jména a hesla. V prostředích, kde převládají decentralizované systémy ověřování identity (DID) nebo systémy ověřované peněženkou, uživatelé prokazují vlastnictví kryptografického páru klíčů, místo aby si pamatovali nebo zadávali statické přihlašovací údaje.

Tento proces, často označovaný jako ověřování pomocí podepisování zpráv, eliminuje rizika spojená s opětovným použitím hesla, phishingem a narušením databáze. Zde je typický postup:

1. Uživatel navštíví webovou stránku nebo dApp vyžadující ověření.
2. Backend vydá přihlašovací zprávu, která obvykle obsahuje:
   • Nonce pro zajištění jedinečnosti
   • Datum požadavku pro zmírnění rizika opakovaného přehrání
   • Volitelná metadata, jako je IP adresa nebo údaje o klientovi
3. Uživatel podepíše tuto zprávu pomocí svého soukromého klíče z digitální peněženky (např. MetaMask, Trust Wallet atd.).
4. Stránka ověří podpis pomocí veřejné adresy přidružené k uživateli.
5. Pokud je platný, stránka vydá token relace nebo inicializuje přístup k účtu.

Tato metoda je široce používána na platformách Web3 a blockchain. Například:

• Přihlášení k Ethereu: DApps vyžadují podpisy peněženek před provedením transakcí nebo udělením přístupu.
• SIWE (Přihlášení pomocí Etherea): Rostoucí standard pro decentralizované přihlašování napříč systémy kompatibilními s Ethereem.
• DeFi aplikace: Zabezpečení identity uživatele pomocí podpisů peněženek namísto hesel nebo tokenů OAuth.

Mimo blockchain se tento koncept rozšiřuje i do tradičních infrastruktur kybernetické bezpečnosti. Podniky integrují hardwarové bezpečnostní klíče (jako YubiKeys) nebo kryptografické moduly mobilních zařízení, které lokálně podepisují požadavky na ověření, čímž snižují vektory vzdálených útoků.

Tento přístup posiluje přihlašovací systémy následujícími způsoby:

• Žádné ukládání hesel: Eliminuje riziko krádeže přihlašovacích údajů z backendových databází.
• Odolnost proti phishingu: Uživatelé reagují na dynamické výzvy specifické pro daný web, čímž se falešné weby stávají neefektivními.
• Podpora více zařízení: Kompatibilní s bezpečnými mobilními peněženkami a rozšířeními prohlížeče.

Místo nahrazování stávajících systémů správy uživatelů je podepisování zpráv často doplňuje. Může fungovat jako druhý faktor v tocích vícefaktorového ověřování (MFA) nebo v zabezpečeném přístupu k API. V kombinaci s OAuth 2.0 nebo OpenID Connect mohou podepsané zprávy vázat identity na přístupové tokeny s větší granularitou a kontextovým zabezpečením.

S tím, jak se decentralizované ekosystémy uživatelské identity rozvíjejí, nabízejí frameworky self-sovereign identity (SSI) ještě pokročilejší případy použití. Zde jsou samotné přihlašovací údaje digitálně podepsány a uživatelé je prezentují závislým stranám, čímž se eliminuje potřeba zprostředkovatelů nebo centrálního úložiště.

Pro vývojáře a systémové architekty znamená přijetí podepisování zpráv v přihlašovacích systémech budování s kryptografickým povědomím, pečlivou manipulací s nonce a bezpečnou správou klíčů. Při správném provedení tato metoda poskytuje ověřování, které je bezpečné, ověřitelné, chrání soukromí a připravené na budoucnost – což je stále více v souladu s principy Zero Trust, které se objevují v moderních IT architekturách.