Belangrijkste concepten:

* Openbare sleutel: Een sleutel waar iedereen bij kan. Het wordt gebruikt voor encryptie.

* Privésleutel: Een sleutel die geheim wordt gehouden en alleen bekend is bij de eigenaar. Het wordt gebruikt voor decodering en digitale handtekeningen.

* Sleutelpaar: Elke gebruiker heeft een paar sleutels:een publieke sleutel en een privésleutel. De sleutels zijn wiskundig met elkaar verbonden.

Het proces:

1. Sleutelgeneratie:

* Alice genereert een sleutelpaar:een publieke sleutel (Alice's Public Key) en een privésleutel (Alice's Private Key). Ze houdt haar privésleutel absoluut geheim en deelt haar publieke sleutel met iedereen die veilig met haar wil communiceren.

* Bob genereert een sleutelpaar:een publieke sleutel (Bob's Public Key) en een privésleutel (Bob's Private Key). Hij houdt zijn privésleutel absoluut geheim en deelt zijn publieke sleutel met iedereen die veilig met hem wil communiceren.

2. Alice codeert de e-mail:

* Alice wil een beveiligde e-mail naar Bob sturen.

* Alice verkrijgt de openbare sleutel van Bob. Dit kan afkomstig zijn van een sleutelserver, een website, een visitekaartje of een andere manier waarop Bob zijn openbare sleutel beschikbaar heeft gesteld. Het is erg belangrijk om ervoor te zorgen dat Alice echt de openbare sleutel van Bob heeft, en niet de sleutel van een bedrieger.

* Alice gebruikt de openbare sleutel van Bob om haar e-mailbericht te *versleutelen*. Het coderingsproces transformeert het oorspronkelijke bericht (plaintext) in een onleesbaar formaat (cijfertekst).

3. Alice verzendt de gecodeerde e-mail:

* Alice stuurt de gecodeerde e-mail naar Bob. De e-mail is nu onleesbaar voor iedereen die hem onderweg onderschept.

4. Bob decodeert de e-mail:

* Bob ontvangt de gecodeerde e-mail.

* Bob gebruikt zijn *Privésleutel* om de e-mail te *ontsleutelen*. Alleen de privésleutel van Bob kan de cijfertekst ontgrendelen die is gecodeerd met de openbare sleutel van Bob.

* Bob kan nu het originele bericht lezen (plaintext).

Waarom dit werkt:

* Vertrouwelijkheid: De e-mail is alleen leesbaar voor Bob omdat alleen zijn privésleutel deze kan ontsleutelen.

* Asymmetrie: De sleutel die wordt gebruikt voor de codering (de openbare sleutel van Bob) verschilt van de sleutel die wordt gebruikt voor de decodering (de privésleutel van Bob). Dit is het fundamentele principe van cryptografie met publieke sleutels. Als u de publieke sleutel van Bob kent, kunt u *niet* de privésleutel van Bob afleiden.

Belangrijke overwegingen:

* Sleutelverdeling: Het veilig distribueren van publieke sleutels is van cruciaal belang. Als Alice een valse openbare sleutel krijgt die beweert van Bob te zijn, zal ze het bericht met de verkeerde sleutel versleutelen en kan de bedrieger (die de bijbehorende privésleutel beheert) het bericht lezen. Dit is waar certificaatautoriteiten (CA's) en digitale certificaten een rol gaan spelen. CA's verifiëren de identiteit van individuen en organisaties en geven certificaten uit die een publieke sleutel aan die identiteit binden.

* Algoritmesterkte: De sterkte van de codering is afhankelijk van het gebruikte algoritme (bijvoorbeeld RSA, ECC) en de sleutellengte. Langere sleutels bieden over het algemeen een betere beveiliging, maar vereisen meer verwerkingskracht.

* Praktische e-mailcodering (PGP/GPG en S/MIME): Het proces dat ik hierboven heb beschreven, is het kernprincipe. In de praktijk gebruiken veilige e-mailsystemen zoals PGP/GPG en S/MIME echter vaak een *hybride aanpak*. Ze gebruiken publieke-sleutelcryptografie om veilig een symmetrische sleutel uit te wisselen, en gebruiken vervolgens de symmetrische sleutel om het grootste deel van het e-mailbericht te versleutelen. Symmetrische encryptie is aanzienlijk sneller dan asymmetrische encryptie. Deze hybride aanpak combineert het beste van twee werelden:de veiligheid van cryptografie met publieke sleutels en de snelheid van cryptografie met symmetrische sleutels.

* Digitale handtekeningen: Naast encryptie kan cryptografie met publieke sleutels worden gebruikt voor digitale handtekeningen. Alice kan haar *privé* sleutel gebruiken om de e-mail digitaal te ondertekenen. Bob (of iemand anders) kan vervolgens de *openbare* sleutel van Alice gebruiken om te verifiëren dat de e-mail:1) afkomstig is van Alice, en 2) er onderweg niet mee is geknoeid.

Voorbeeld (vereenvoudigde illustratie):

1. Alice krijgt de openbare sleutel van Bob: Alice vindt de openbare sleutel van Bob op zijn website. Laten we zeggen dat het een lange reeks getallen is.

2. Alice codeert haar bericht: Alice gebruikt een softwareprogramma dat een coderingsalgoritme met een openbare sleutel implementeert. Ze plakt haar bericht in het programma, geeft Bob's publieke sleutel op en klikt op "Versleutelen". Het programma voert een gecodeerde tekenreeks uit.

3. Alice verzendt het gecodeerde bericht: Alice kopieert de gecodeerde reeks en plakt deze in een e-mailbericht aan Bob.

4. Bob decodeert het bericht: De e-mailclient van Bob (of een afzonderlijk decoderingsprogramma) gebruikt automatisch zijn privésleutel om de e-mail te decoderen. De e-mailclient herkent dat de e-mail is gecodeerd met de openbare sleutel van Bob en probeert deze automatisch te decoderen met de bijbehorende privésleutel van Bob. Bob's oorspronkelijke bericht wordt dan onthuld.

Samenvattend maakt cryptografie met openbare sleutels veilige communicatie mogelijk doordat Alice een bericht kan versleutelen met de openbare sleutel van Bob, die alleen Bob kan ontsleutelen met zijn privésleutel, waardoor de vertrouwelijkheid wordt gegarandeerd. Het is een fundamentele technologie voor veilige e-mail en andere veilige communicatieprotocollen op internet.