מפתח שיחה

מפתח שיחה (Session key) הוא מפתח הצפנה חד־פעמי, שמיועד לשימוש מוגבל בדרך כלל להחלפה אחת של מידע.
המפתח נוצר קרוב לזמן השימוש, לעיתים בעזרת מחולל מספרים אקראיים (Random Number Generator), ולא נועד לחזור על עצמו.
אם המפתח מספיק ארוך, הסיכוי שייבחר שוב באקראי קטן מאוד.
מפתחות שיחה משמשים בדרך כלל להצפנה סימטרית; הצפנה סימטרית היא שיטה שבה שני הצדדים משתמשים באותו מפתח להצפנה ולפענוח.
כדי להעביר את מפתח השיחה למקבל מבלי לחשוף אותו, המפתח נשלח מוצפן בעזרת מפתח אחר שנקרא KEK (Key Encryption Key), מפתח שמצפין מפתחות.

בצופן סימטרי חשוב ששני הצדדים יחזיקו באותו מפתח.
הבעיה היא להעביר או לשמור את המפתח בסוד מהצד השלישי.
בעיות אלה נהפכות לקשות ברשת גדולה, כי מספר המפתחות שצריך גדל במהירות.
לדוגמה, ברשת של 15 משתתפים מסורתית נדרשים בסביבות 100 מפתחות לשמירה סודית.
באופן מתמטי, ברשת של n משתתפים נדרשים n(n-1)/2 מפתחות.

מפתח שיחה פותר חלק גדול מהבעיה. במקום שכל זוג משתמשים יחזיק מפתח משלו, כל משתמש מתחבר לשרת מרכזי שנקרא שרת הפצת מפתחות.
כל משתמש משתף עם השרת מפתח ארוך־טווח וסודי לצורך אימות.
כששני משתמשים רוצים לתקשר, השרת מאמת את זהותם ומוציא מפתח שיחה חד־פעמי לשימוש ביניהם.
השרת שולח את מפתח השיחה כשהוא מוצפן באמצעות המפתח הארוך־הטווח שהמשתמש כבר חובר איתו.
כך כל משתמש צריך לשמור רק מפתח סודי אחד מול השרת, ולא מספר רב של מפתחות פרטיים לכל זוג.
כמובן, על שרת המפתחות להגן היטב על רשימת המשתמשים והמפתחות, כדי לשמור על סודיות, שלמות ושייכות המפתחות.

דוגמה בולטת לשיטה זו היא פרוטוקול Kerberos, שמיישם שרת מרכזי (KDC) להעברת מפתחות באמצעות חילופי מסרים ושיטות סימטריות בלבד.

מפתח שיחה הוא מפתח מיוחד שמשתמשים בו רק פעם אחת.
מפתח כזה נוצר קרוב לזמן השימוש, כדי לשמור עליו בסוד.
אם המפתח ארוך, קשה למצוא אותו במקרה.
הצפנה סימטרית, שיטה שבה שני אנשים משתמשים באותו מפתח כדי להסתיר ולגלות מסר.
לפעמים מגלים את מפתח השיחה על ידי הצפנה בשימוש במפתח אחר שנקרא KEK.

כשכולם צריכים לחלוק מפתחות, זה מסתבך מהר.
ברשת של 15 אנשים צריך בערך 100 מפתחות.
הפתרון הוא מחשב מרכזי שנקרא שרת הפצת מפתחות.
כל אחד שומר סוד אחד עם השרת.
כשהם רוצים לדבר בבטחה, השרת נותן להם מפתח שיחה מוצפן.
כך לא צריך לשמור הרבה מפתחות לחברים שונים.

דוגמה מפורסמת לשיטה זו היא Kerberos, שמחשב מרכזי בו קוראים לו KDC מסייע בהחלפת המפתחות.