सममित कुंजी वितरण (सिमेट्रिक और असिमेट्रिक एन्क्रिप्शन द्वारा) क्रिप्टोग्राफी में

परिचय:

Key Distribution (कुंजी वितरण) क्रिप्टोग्राफी में एक अत्यंत महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जो यह सुनिश्चित करती है कि संदेश एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन के लिए आवश्यक कुंजी सुरक्षित रूप से दोनों पक्षों तक पहुँचे।

यदि कुंजी किसी तीसरे व्यक्ति (Attacker) के हाथ लग जाती है, तो पूरी सुरक्षा प्रणाली असफल हो जाती है। इसलिए, कुंजी वितरण किसी भी सुरक्षित संचार प्रणाली की नींव है।

कुंजी वितरण का महत्व:

• कुंजी की गोपनीयता बनाए रखना।
• Sender और Receiver के बीच विश्वास स्थापित करना।
• Replay या Man-in-the-Middle Attack से सुरक्षा।
• सही समय पर कुंजी का नवीनीकरण (Key Renewal)।

कुंजी वितरण के दो प्रमुख तरीके:

1. Symmetric Key Distribution using Symmetric Encryption
2. Symmetric Key Distribution using Asymmetric Encryption

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1️⃣ Symmetric Key Distribution using Symmetric Encryption:

इस विधि में दोनों पक्ष (Sender और Receiver) एक ही कुंजी का उपयोग करते हैं। यह कुंजी गुप्त रखी जाती है और किसी तीसरे पक्ष को ज्ञात नहीं होती।

मुख्य सिद्धांत:

• Encryption और Decryption दोनों के लिए एक ही Key का उपयोग।
• Key Distribution Manual या Automated हो सकता है।
• मुख्य समस्या — “Key Exchange” कैसे किया जाए?

सुरक्षित कुंजी वितरण के तरीके:

(a) Pre-distribution Method:

संचार शुरू होने से पहले ही Sender और Receiver के बीच Key सुरक्षित रूप से साझा की जाती है। उदाहरण: Offline File Transfer, Military Communication, या Physical USB Key।

(b) Key Distribution Center (KDC) Method:

इस विधि में एक Trusted Third Party (KDC) होती है जो सभी उपयोगकर्ताओं को Keys वितरित करती है।

1. User A → KDC से सत्र कुंजी का अनुरोध करता है।
2. KDC → सत्र कुंजी उत्पन्न करता है और A तथा B को भेजता है।
3. दोनों A और B उस सत्र कुंजी से संचार करते हैं।

इसका सबसे प्रसिद्ध उदाहरण Kerberos Protocol है।

(c) Session Key Distribution:

हर बार एक नई अस्थायी कुंजी बनाई जाती है जो केवल उस सत्र के लिए वैध होती है। यह विधि Replay Attack और Key Reuse से सुरक्षा प्रदान करती है।

लाभ:

• गति तेज होती है।
• Encryption/Decryption कुशल।
• Low computational cost।

सीमाएँ:

• Key Exchange असुरक्षित चैनल पर कठिन।
• Man-in-the-Middle Attack की संभावना।
• Key Management जटिल जब उपयोगकर्ता अधिक हों।

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2️⃣ Symmetric Key Distribution using Asymmetric Encryption:

यह विधि Symmetric और Asymmetric दोनों तकनीकों का संयोजन करती है। Symmetric Encryption तेज होता है, लेकिन कुंजी वितरण असुरक्षित होता है। Asymmetric Encryption धीमा होता है, परंतु Key Sharing के लिए सुरक्षित है।

कार्य सिद्धांत:

यह Hybrid Cryptosystem कहलाता है जिसमें:

1. Sender एक Symmetric Key (Session Key) बनाता है।
2. Session Key को Receiver की Public Key से Encrypt किया जाता है।
3. Encrypted Session Key को Receiver को भेजा जाता है।
4. Receiver अपनी Private Key से उस Session Key को Decrypt करता है।
5. अब दोनों के पास समान Symmetric Key है जिसका उपयोग आगे Encryption के लिए किया जाता है।

उदाहरण:

मान लें:

Receiver की Public Key = PU_B
Receiver की Private Key = PR_B
Sender एक Random Symmetric Key Ks बनाता है।
Encrypted Key = E(PU_B, Ks)
Receiver → Ks = D(PR_B, Encrypted Key)

अब Ks का उपयोग Data Encryption के लिए किया जा सकता है।

प्रसिद्ध उदाहरण:

• SSL/TLS Handshake Process
• Hybrid Encryption in PGP (Pretty Good Privacy)
• E-Commerce और Online Banking Communication

लाभ:

• सुरक्षित Key Exchange।
• Symmetric Encryption की गति + Asymmetric की सुरक्षा।
• कोई Trusted Third Party आवश्यक नहीं।

सीमाएँ:

• Public Key Infrastructure (PKI) की आवश्यकता।
• Computationally Intensive।
• Key Expiration और Rotation का प्रबंधन।

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Symmetric vs Asymmetric Key Distribution तुलना:

पैरामीटर	Symmetric Encryption	Asymmetric Encryption
कुंजी की संख्या	1 (Shared Secret Key)	2 (Public और Private)
गति	तेज़	धीमी
सुरक्षा	कम	अधिक
Key Distribution	कठिन	सुरक्षित
उदाहरण	DES, AES	RSA, Diffie-Hellman

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वास्तविक जीवन उपयोग:

• Online Payment Gateways
• VPN Communication
• Email Encryption (PGP, S/MIME)
• Cloud Data Sharing
• SSL/TLS Protocols

निष्कर्ष:

Key Distribution किसी भी क्रिप्टोग्राफिक सिस्टम की रीढ़ है। Symmetric Encryption तेज है पर सुरक्षित नहीं, जबकि Asymmetric Encryption सुरक्षित है पर धीमी। दोनों के संयोजन से बनी Hybrid विधियाँ (जैसे SSL/TLS) आधुनिक डिजिटल सुरक्षा की नींव हैं।