A Shamir-titokmegosztási séma (Shamir’s Secret Sharing – SSS) egy titkosítási módszer, ami lehetővé teszi egy titok (például egy jelszó vagy egy kulcs) megosztását több részre úgy, hogy a titok csak egy bizonyos számú rész együttes birtoklásával állítható helyre. Ezt a módszert Adi Shamir, a RSA titkosítás egyik feltalálója javasolta először 1979-ben. Az eljárás egyik fő előnye, hogy a titok teljes helyreállításához szükséges minimális részek számát előre meg lehet határozni, ezáltal egy rendkívül rugalmas és biztonságos megoldást nyújt kritikus adatok tárolására és megosztására.
A Shamir-titokmegosztási algoritmus működése
A Shamir-titokmegosztási algoritmus matematikai alapja a polinomiális interpoláció, amelynek lényege, hogy egy minimálisan szükséges számú pont ismeretében meg lehet határozni egy polinom egyenletet. A Shamir-titokmegosztás esetén egy titkot egy k fokú polinom 0. együtthatója képvisel, ahol a többi együtthatót véletlenszerűen választják ki. Ezt követően n darab pont generálódik ezen polinom segítségével, és ezek a pontok képezik a titok részeit (vagy úgynevezett ‘share’-eket). Az n darab részből bármelyik k+1 (vagy több) egyesítésével a titok helyreállítható, míg k vagy annál kevesebb rész birtokában a titok továbbra is bizalmas marad.
Példa a működésre
Tekintsünk egy egyszerű példát, ahol a titkunk egy egyszerű szám, mondjuk 1234, és ezt a titkot szeretnénk megosztani 5 részre úgy, hogy a titok helyreállításához legalább 3 rész szükséges legyen.
- Először kiválasztunk egy 2. fokú polinomot (mivel k=2), és beállítjuk az állandó tagot a titokra: f(x) = 1234 + ax + bx^2, ahol a és b véletlenszerűen generált számok.
- Ezután generáljuk az n=5 pontot (például (1, f(1)), (2, f(2)), …, (5, f(5))), amelyeket kiosztunk az érintetteknek.
- Amikor a titkot helyre kell állítani, a titok résztvevői összegyűjtik és megosztják egymással a részeiket. Ha legalább 3 rész együttesen áll rendelkezésre, a polinomot – és így a titkot – helyre lehet állítani.
Biztonsági szempontok
A Shamir-titokmegosztás biztonsága abban rejlik, hogy ha valaki kevesebb mint k+1 részhez fér hozzá, gyakorlatilag lehetetlen a titok megfejtése. Ez a biztonsági modell biztosítja, hogy a titkot csak az előre meghatározott számú résztvevő együttes akaratával lehet helyreállítani.
Alkalmazási területek
A Shamir-titokmegosztást széles körben alkalmazzák olyan helyzetekben, ahol a titokbiztonság kulcsfontosságú. Ilyen lehet például a kriptovaluták tárolása, bizalmas dokumentumok megosztása, vagy akár az adatközpontok hozzáférési jogosultságainak szabályozása.
Összefoglalva, a Shamir-titokmegosztás egy rendkívül erős és rugalmas eszköz a titkok megosztására és helyreállítására oly módon, hogy az csak a kívánt résztvevők együttes akciója révén lehetséges. A rendszer matematikai alapja biztosítja a titok intézkedésnek függetlenségét az egyes részek számától, amíg a minimális szükséges részszám meg nem haladja. Ezáltal a Shamir-titokmegosztás nem csak biztonságos, hanem rendkívül alkalmazkodóképes is különféle igényekhez.
