Метод шифрования: Шифрование: типы и алгоритмы. Что это, чем отличаются и где используются?

Симметричное шифрование

Недав­но мы нача­ли раз­го­вор о шиф­ро­ва­нии. Наша цель — напи­сать соб­ствен­ный шиф­ро­валь­щик. А для это­го нуж­но осво­ить несколь­ко важ­ных прин­ци­пов и алго­рит­мов. Нач­нем с сим­мет­рич­но­го шиф­ро­ва­ния, потом рас­смот­рим асим­мет­рич­ное и даль­ше всё сложнее.

Принцип работы

Сим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние рабо­та­ет так:

1. Есть дан­ные, кото­рые нуж­но зашифровать. 
2. Есть ключ шиф­ро­ва­ния. С его помо­щью дан­ные шиф­ру­ют­ся по какому-то алгоритму.
3. Тот, кто обла­да­ет клю­чом и зна­ет алго­ритм, может рас­шиф­ро­вать сообщение
4. Если не знать клю­ча, то рас­шиф­ро­вать дан­ные почти невоз­мож­но. Поче­му почти — рас­ска­жем в ста­тье про криптостойкость.

Сло­во «сим­мет­рич­ный» свя­за­но с тем, что для шиф­ро­ва­ния и рас­шиф­ров­ки нужен один и тот же ключ. Клю­чом может быть что угод­но: чис­ло, сло­во, фра­за, фраг­мент тек­ста или файл. Выбор клю­ча зави­сит от спо­со­ба шиф­ро­ва­ния, но общее пра­ви­ло в сим­мет­рич­ном шиф­ро­ва­нии такое: чем длин­нее ключ, тем слож­нее его взломать.

Алгоритмы шифрования

Сим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние в общих чер­тах рабо­та­ет так:

1. Берём ключ и дан­ные, кото­рые нуж­но зашифровать.
2. С помо­щью мате­ма­ти­че­ских функ­ций и пре­об­ра­зо­ва­ний мы соеди­ня­ем ключ и дан­ные. Напри­мер, берём каж­дый байт сооб­ще­ния, умно­жа­ем на чис­ло из клю­ча и полу­ча­ем новое чис­ло. Так дела­ем с каж­дым бай­том исход­но­го сооб­ще­ния и на выхо­де полу­ча­ем зашиф­ро­ван­ные дан­ные — мас­сив из цифр.
3. Эти дан­ные мож­но пере­да­вать по любо­му кана­лу свя­зи. Даже если их пере­хва­тят, то без клю­ча всё рав­но не прочитают.
4. Полу­ча­тель берёт этот мас­сив из чисел, делит каж­дое на чис­ло из того же клю­ча и полу­ча­ет исход­ное сооб­ще­ние, кото­рое мож­но прочитать. 

Если этот ключ будет знать кто-то ещё, то он тоже смо­жет читать и отправ­лять такие сооб­ще­ния. А если ключ узна­ют все, то пере­пис­ка пере­ста­нет быть секретной.

👉 Пере­мно­же­ние — про­стой алго­ритм, кото­рый дав­но не исполь­зу­ет­ся в крип­то­гра­фии в чистом виде. Сей­час берут что-то намно­го более слож­ное: лога­риф­мы в конеч­ном про­стран­стве, фак­то­ри­за­цию и дру­гие мате­ма­ти­че­ские функции.

Простой пример

Допу­стим, мы с дру­гом хотим орга­ни­зо­вать тай­ную пере­пис­ку. Для это­го мы выби­ра­ем чис­ло, кото­рое будет нашим сек­рет­ным клю­чом. Алго­ритм шиф­ро­ва­ния будет такой:

1. Состав­ля­ем сооб­ще­ние на рус­ском языке.
2. Берём ключ (чис­ло) и сдви­га­ем все сим­во­лы в сооб­ще­нии на это чис­ло. Напри­мер, если ключ равен трём, то А (1-я пози­ция) сдви­га­ет­ся на три пози­ции даль­ше по алфа­ви­ту и пре­вра­ща­ет­ся в Г (4-я пози­ция), Л пре­вра­ща­ет­ся в О и так далее. Если при сдви­ге мы выхо­дим за гра­ни­цу алфа­ви­та, то воз­вра­ща­ем­ся в нача­ло алфа­ви­та и про­дол­жа­ем отсчёт оттуда.
3. Таким спо­со­бом шиф­ру­ем всё сооб­ще­ние, бук­ва за буквой.
4. Отда­ём шиф­ров­ку другу.
5. Он берёт каж­дый сим­вол и сдви­га­ет его на три пози­ции назад по алфа­ви­ту. В ито­ге у него все бук­вы вер­нут­ся на свои места и полу­чит­ся тот текст, кото­рый мы отправляли.

Если взять ключ 10 и зашиф­ро­вать им фра­зу «При­вет, это жур­нал Код!», то полу­чит­ся так:

Щът­лоь, жьш рэъ­чйх Фшн! 

Этот алго­ритм слиш­ком прост для совре­мен­ной крип­то­гра­фии, пото­му что взла­мы­ва­ет­ся почти момен­таль­но, но для игр в шпи­о­нов с детьми — самое то.

👉 Алго­ритм из наше­го при­ме­ра назы­ва­ет­ся шиф­ром Цеза­ря, пото­му что так рим­ский импе­ра­тор шиф­ро­вал важ­ные сооб­ще­ния сво­им генералам.

Плюсы и минусы симметричного шифрования

Сим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние рабо­та­ет очень быст­ро, пото­му что всё сво­дит­ся к про­стой мате­ма­ти­ке. А все мате­ма­ти­че­ские опе­ра­ции выпол­ня­ют­ся за несколь­ко про­цес­сор­ных так­тов, что даёт нам в сред­нем один-два мил­ли­ар­да таких дей­ствий в секун­ду. Даже если в алго­рит­ме сло­же­ние и умно­же­ние выпол­ня­ют­ся мил­ли­он раз, за секун­ду ком­пью­тер может выпол­нить тыся­чу таких алго­рит­мов по шифрованию.

Един­ствен­ный минус сим­мет­рич­но­го шиф­ро­ва­ния — слож­ность пере­да­чи сек­рет­но­го клю­ча в самом нача­ле от одно­го участ­ни­ка к дру­го­му. Если ключ пере­дать по откры­то­му кана­лу свя­зи, его могут под­смот­реть и читать всю пере­пис­ку. А что­бы орга­ни­зо­вать закры­тый канал свя­зи, нужен ключ шиф­ро­ва­ния, кото­рый тоже нуж­но как-то пере­дать. Но если знать асим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние, то и эту про­бле­му мож­но решить. Про асим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние — в сле­ду­ю­щей статье.

Симметричное шифрование в жизни

Почти всё обще­ние в совре­мен­ных мес­сен­дже­рах постро­е­но на сим­мет­рич­ном шифровании.

Все наши бан­ков­ские пла­те­жи, пере­во­ды и онлайн-оплата тоже шиф­ру­ет­ся сим­мет­рич­ным методом. 

Когда мы ста­вим замок на дверь и даём ключ всем жиль­цам — это тоже сим­мет­рич­ное шиф­ро­ва­ние. Замок — это шифр, а ключ — это ключ рас­шиф­ров­ки. Если вста­вить не тот ключ, то ниче­го не про­изой­дёт. Открыть дверь мож­но толь­ко тем клю­чом, кото­рый был от это­го зам­ка, и сде­лать это может толь­ко тот, у кого есть этот ключ.

Любая защи­щён­ная линия свя­зи, от пра­ви­тель­ствен­ной до част­ной, исполь­зу­ет сим­мет­рич­ное шифрование.

Что дальше

Напи­шем свой алго­ритм сим­мет­рич­но­го шиф­ро­ва­ния, что­бы получ­ше разо­брать­ся в дета­лях. А потом пого­во­рим о криптостойкости.

Текст:
Миша Поля­нин

Редак­тор:
Мак­сим Ильяхов

Кор­рек­тор:
Ира Михе­е­ва

Иллю­стра­тор:
Даня Бер­ков­ский

Вёрст­ка:
Маша Дро­но­ва

Достав­ка:
Олег Веш­кур­цев

Шифрование Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ENCRYPTION

Huong L.1, Duc B.2, Truong N.3, Huy N.4, Linh L.5, Lam N.6 (Russian Federation)

ШИФРОВАНИЕ

Хыонг Л. Ч. Т. Т.1, Дык Б. М.2, Чыонг Н. Д.3, Хыонг Н. Н.4, Линь Л. Т.5, Лам Н. Ч.6 (Российская Федерация)

‘Хыонг Лыу Чан Тхи Тхьен /Huong Luu Tran Thi Thien — студент, кафедра проектирования и безопасности компьютерных систем;

2Дык Буй Минь /Duc Bui Minh — магистрант, кафедра программных систем, факультет инфокоммуникационных технологий; 3Чыонг Нгуен Динь / Truong Nguyen Dinh — студент, кафедра систем управления и информатики, факультет систем управления и робототехники;

4Хыонг Нгуен Нгок /Huy Nguyen Ngoc — студент;

5Линь Лай Тхи /Linh Lai Thi — студент;

6Лам Нгуен Чонг / Lam Nguyen Trong — студент, кафедра проектирования и безопасности компьютерных систем, факультет информационной безопасности и компьютерных технологий, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург

Abstract: the encryption method is used to convert information in encrypted form in order to be read only by authorized persons. Encryption is used when you want to protect your data from others during storage or data transmission over insecure and secure communication channels. Depending on the use of encryption keys, including encryption methods emit asymmetric encryption and symmetric encryption. With symmetric encryption requires only one key for encryption and decryption (the same for the sender and recipient), and the key should be kept secret. When outsiders to asymmetric encryption algorithm known encryption and public key, but the private key is known only to the recipient.

Аннотация: шифрование это способ, используемый для преобразования информации в зашифрованный вид для того, чтобы она была прочитана только авторизованными лицами. Шифрование используется тогда, когда требуется защита данных от других людей при хранении данных или передачи данных по незащищенным и защищенным каналам связи. В зависимости от использования ключей шифрования, среди методов шифрования выделяют асимметричное шифрование и симметричное шифрование. При симметричном шифровании требуется только один ключ для шифровки и расшифровки (одинаковый для отправителя и получателя), и этот ключ должен остаться в тайне. При асимметричном шифровании посторонним лицам известен алгоритм шифрования и открытый ключ, но закрытый ключ известен только получателю.

Keywords: cryptography, encryption, asymmetric encryption, symmetric encryption.

Ключевые слова: криптография, шифрование, асимметричное шифрование, симметричное шифрование.

В криптографии, шифрование представляет собой процесс кодирования сообщений или информацию таким образом, чтобы только авторизованные лица могут получить к нему доступ. Шифрование не может вмешательства, но откажет доступ неавторизованных лиц к оригинальным информациям. В схеме шифрования, предполагаемая информация или сообщение являются открытыми текстами, они шифруются с помощью алгоритма шифрования, зашифрованные тексты могут быть прочитаны только после расшифрования. Главная роль шифрования это оно служит задачей соблюдения конфиденциальности информации, которая передается на связи. Для любого алгоритма шифрования важной особенностью является использование ключа шифрования, который утверждает выбор конкретного варианта преобразования из совокупности возможных для данного алгоритма. В принципе можно расшифровать сообщение, не имея ключа, но если шифрование разработано по хорошей схеме шифрования, тогда требуются очень мощный компьютер, много времени и опыт профессионала. Авторизованный получатель может легко расшифровать сообщение с аутентичным ключом, предоставленным отправителем получателям.

Три состояния безопасности информации обеспечиваются с помощью шифрования:

• Целостность (Мы предотвращаем изменения информации при передаче или хранении использованием шифрования).

• Конфиденциальность (Мы скрываем информации от неавторизованных пользователей при передаче или при хранении использованием шифрования).

• Идентифицируемость (Шифрование используется для аутентификации источника информации и предотвращения отказа отправителя информации от того факта, что данные были отправлены именно им).

Цель шифрования заключается в том, что только пользователь имеет право доступа к данным (например, текстовое сообщение или файл), он получит ключ и дешифратор (машина, реализующая алгоритм расшифровывания) для дешифрования зашифрованных данных. Пользователь, перехватив зашифрованные данные и не имея ключа и дешифратора, не может дешифровать передаваемую информацию, чтобы прочитать или изменить. Современные системы электронной криптографии использует цифровые ключи (битовые строки) и математические алгоритмы (алгоритмы шифрования) для шифрования и дешифрования информации. Существует много типов шифрования, но симметричное шифрование и асимметричное шифрование являются типами, которые более широко используют [1].

Симметричное шифрование это метод шифрования, с которым применяется один криптографический ключ для обоих процессов шифрования и расшифровывания информацией. Симметричные методы шифрования появилось давным-давно, со средневековья люди уже использовали этот тип шифрования, чтобы зашифровать секретные письма или данные. Даже в настоящее время люди продолжают использовать такой метод шифрования благодаря его простоте при образовании и его эффективности. Просто до начала обмена информаций криптографический ключ (алгоритм шифрования) выбирается всеми участниками этого общения, и ключ шифрования должен сохраняться в секрете только между этими участниками. Симметричное шифрование делится на 2 разновидности, это блочный шифр и потоковый шифр.

Блочный шифр, разбивающий перед шифрованием открытый текст на n-битовые блоки и далее шифрующий сообщение блоками. Если сообщение имеет менее n битов, то надо дополнять его дополнительными данными (чаще нулями) до n -битового размера; если сообщение имеет больше, чем n битов, то это сообщение делят на n -битовые блоки. При потоковом шифре каждый символ оригинального текста преобразуется в символ шифрованного текста в зависимости от используемого ключа шифрования и от его расположения в потоке оригинального текста. Недостатка симметричного шифрования заключается в необходимости публичной передачи ключей. Это невозможно чтобы использовать такой тип шифрования для системы, в которой участвует очень большое количество пользователей. Потому что очень трудно сохранить ключ алгоритма шифрования в тайне. Поэтому придумали асимметричное шифрование, чтобы применять шифрование в гигантских системах [2].

Асимметричное шифрование (или криптосистема с открытым ключом), при которой открытый ключ алгоритма шифрования отправляется по открытой (то есть незащищённой, доступной для наблюдения) линии связи и используется для проверки электронной подписи и для шифрования информаций. Для создания электронной цифровой подписи и для расшифровки информаций используется закрытый ключ. Асимметричное шифрование в настоящее время широко применяются в различных сетевых протоколах, в частности, в протоколах TLS (безопасности транспортного уровня) и его предшественнике SSL (уровни защищённых сокетов) (лежащих в основе HTTPS), в SSH(безопасная оболочка). Также используется в PGP (Pretty Good Privacy), S/MIME(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions).

Функции называются односторонними, если по известному значению аргумента довольно просто найти значение функции, но с известным значением функции невозможно определить значение аргумента за разумный срок. По такой идеи, создали шифрование с открытым ключом, но только по теории если применяем одностороннюю функцию в шифровании, мы только можем зашифровать информации, но никак не можем расшифровать. Поэтому асимметричное шифрование использует одностороннюю функцию с лазейкой. В криптографии с открытым ключом, если открытый ключ играет роль односторонней функции, тогда секретный ключ играет роль лазейки. Суть этого шифрования заключается в том, что принимающая сторона перед приемкой информации генерирует 2 ключа на основе алгоритма модульной арифметики, собственно секретный и открытый ключ. Отправитель перед отправкой получает открытый ключ и шифрует информации данным ключом, после чего зашифрованное сообщение можно расшифровать только секретным ключом, который хранится в тайне у принимающей стороны. У асимметричного шифрования 2 недостатки. Первый недостаток заключается в том, что у него низкая скорость выполнения операций зашифровки и расшифровки, поэтому требуется обработка ресурсоемких операций. Второй недостаток это чисто теоретическая проблема, и заключается он в том, что математически криптостойкость алгоритмов асимметричного шифрования пока еще не доказана [3].

Литература

1. Encryption. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Encryption/ (дата обращения: 15.01.2017).

2. Symmetric key algorithm. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Symme tric-key_algorithm/ (дата обращения: 28.11.2016).

3. Public key cryptography. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Public-key_cryptography/ (дата обращения: 5.12.2016).

Что такое шифрование с помощью открытого ключа?

Описание алгоритмов шифрования и их преимуществ для безопасности 

Шифрование с помощью открытого ключа или асимметричное шифрование, представляет собой схему шифрования, в которой используются два математически зависимых, но не идентичных ключа — открытый и закрытый. В отличие от симметричных алгоритмов, в которых один ключ используется и для шифрования, и для расшифровки, здесь каждый ключ выполняет только одну функцию. Открытый ключ используется для шифрования сообщения, а закрытый ключ — для расшифровки.

На основе открытого ключа практически невозможно вычислить закрытый ключ. Благодаря этому открытый ключ можно свободно передавать другим лицам. Пользователи получают простой и удобный метод шифрования содержимого или проверки авторства сообщений, при этом закрытые ключи хранятся только у владельца, и только владелец этих ключей может расшифровать содержимое или создавать цифровые подписи.

Поскольку открытый ключ должен постоянно использоваться, но слишком велик для запоминания, он хранится в цифровом сертификате, который служит для обмена информацией и передачи ключа. Закрытые ключи никому не передаются, а просто сохраняются в программе, операционной системе или оборудовании (USB-токен или модуль аппаратной защиты) совместно с драйверами, которые позволяют использовать их в определенной программе или операционной системе.

Цифровые сертификаты выдаются определенными организациями, которые называются центрами сертификации. Дополнительные сведения о центрах сертификации можно получить в статье «Что такое центры сертификации?» 

Практическое применение

Основные методы практического применения шифрования с помощью открытого ключа:

• Цифровые подписи — содержимое подписывается с помощью личного закрытого ключа, а затем эта подпись проверяется по открытому ключу автора.
• Шифрование — содержимое шифруется с помощью открытого ключа, и может быть расшифровано только с помощью личного закрытого ключа.

Преимущества цифровой подписи

Пока закрытый ключ остается секретным, то есть доступ к нему имеет только то лицо, которому он был выдан, цифровая подпись в электронных письмах и документах обеспечивает следующее.

• Аутентификация — поскольку для подписи был использован закрытый ключ конкретного лица, получатель может быть уверен, что именно это лицо и поставило эту подпись.
• Невозможность отказа от авторства — поскольку закрытый ключ есть только у одного лица, становится невозможной попытка доказать, что подпись поставил кто-то другой.
• Целостность — при проверке подписи содержимое документа или сообщения сверяется с тем состоянием, в котором оно находилось при выставлении подписи. Даже при малейших изменениях в содержимом документа проверка подписи даст отрицательный результат.

Преимущества шифрования

При условии, что закрытый ключ не скомпрометирован, шифрование данных и сообщений обеспечивает следующее.

• Конфиденциальность — поскольку содержимое шифруется с помощью открытого ключа конкретного лица, для его расшифровки необходимо использовать закрытый ключ этого же лица, то есть только один конкретный получатель сообщения сможет прочитать его содержимое.
• Целостность  — в процессе расшифровки содержимое расшифрованного сообщения сверяется с тем состоянием, в котором оно находилось до шифрования, и даже при малейших изменениях в содержимом документа процесс расшифровки закончится неудачей.

Что такое симметричное шифрование | Энциклопедия «Касперского»

Симметричное шифрование — это способ шифрования данных, при котором один и тот же ключ используется и для кодирования, и для восстановления информации. До 1970-х годов, когда появились первые асимметричные шифры, оно было единственным криптографическим методом.

Принцип работы симметричных алгоритмов

В целом симметричным считается любой шифр, использующий один и тот же секретный ключ для шифрования и расшифровки.

Например, если алгоритм предполагает замену букв числами, то и у отправителя сообщения, и у его получателя должна быть одна и та же таблица соответствия букв и чисел: первый с ее помощью шифрует сообщения, а второй — расшифровывает.

Однако такие простейшие шифры легко взломать — например, зная частотность разных букв в языке, можно соотносить самые часто встречающиеся буквы с самыми многочисленными числами или символами в коде, пока не удастся получить осмысленные слова. С использованием компьютерных технологий такая задача стала занимать настолько мало времени, что использование подобных алгоритмов утратило всякий смысл.

Поэтому современные симметричные алгоритмы считаются надежными, если отвечают следующим требованиям:

• Выходные данные не должны содержать статистических паттернов исходных данных (как в примере выше: наиболее частотные символы осмысленного текста не должны соответствовать наиболее частотным символам шифра).
• Шифр должен быть нелинейным (то есть в шифрованных данных не должно быть закономерностей, которые можно отследить, имея на руках несколько открытых текстов и шифров к ним).

Большинство актуальных симметричных шифров для достижения результатов, соответствующих этим требованиям, используют комбинацию операций подстановки (замена фрагментов исходного сообщения, например букв, на другие данные, например цифры, по определенному правилу или с помощью таблицы соответствий) и перестановки (перемешивание частей исходного сообщения по определенному правилу), поочередно повторяя их. Один круг шифрования, состоящий из этих операций, называется раундом.

Виды алгоритмов симметричного шифрования

В зависимости от принципа работы алгоритмы симметричного шифрования делятся на два типа:

• блочные;
• потоковые.

Блочные алгоритмы шифруют данные блоками фиксированной длины (64, 128 или другое количество бит в зависимости от алгоритма). Если все сообщение или его финальная часть меньше размера блока, система дополняет его предусмотренными алгоритмом символами, которые так и называются дополнением.

К актуальным блочным алгоритмам относятся:

• AES
• ГОСТ 28147-89
• RC5
• Blowfish
• Twofish

Потоковое шифрование данных предполагает обработку каждого бита информации с использованием гаммирования, то есть изменения этого бита с помощью соответствующего ему бита псевдослучайной секретной последовательности чисел, которая формируется на основе ключа и имеет ту же длину, что и шифруемое сообщение. Как правило, биты исходных данных сравниваются с битами секретной последовательности с помощью логической операции XOR (исключающее ИЛИ, на выходе дающее 0, если значения битов совпадают, и 1, если они различаются).

Потоковое шифрование в настоящее время используют следующие алгоритмы:

Достоинства и недостатки симметричного шифрования

Симметричные алгоритмы требуют меньше ресурсов и демонстрируют большую скорость шифрования, чем асимметричные алгоритмы. Большинство симметричных шифров предположительно устойчиво к атакам с помощью квантовых компьютеров, которые в теории представляют угрозу для асимметричных алгоритмов.

Слабое место симметричного шифрования — обмен ключом. Поскольку для работы алгоритма ключ должен быть и у отправителя, и у получателя сообщения, его необходимо передать; однако при передаче по незащищенным каналам его могут перехватить и использовать посторонние. На практике во многих системах эта проблема решается шифрованием ключа с помощью асимметричного алгоритма.

Область применения симметричного шифрования

Симметричное шифрование используется для обмена данными во многих современных сервисах, часто в сочетании с асимметричным шифрованием. Например, мессенджеры защищают с помощью таких шифров переписку (при этом ключ для симметричного шифрования обычно доставляется в асимметрично зашифрованном виде), а сервисы для видеосвязи — потоки аудио и видео. В защищенном транспортном протоколе TLS симметричное шифрование используется для обеспечения конфиденциальности передаваемых данных.

Симметричные алгоритмы не могут применяться для формирования цифровых подписей и сертификатов, потому что секретный ключ при использовании этого метода должен быть известен всем, кто работает с шифром, что противоречит самой идее электронной подписи (возможности проверки ее подлинности без обращения к владельцу).

Криптография для хакеров. Основы алгоритмов шифрования

Привет, начинающий хакер.

Мы с тобой уже рассмотрели немало тем в области работы сетей в целом, и информационной безопасности в частности. И очень часто в своих материалах я упоминал такие слова как шифрование, алгоритмы шифрования, хэши, ну и всякие словечки наподобие. И вроде бы в контексте эти слова были уместны и понятны, но, я тут подумал, что, на самом деле мало кто понимает, что именно означают эти термины, а уж раскрыть концепцию и принципы работы всего этого – вообще смогут единицы. И для начинающего, либо для любителя это вполне нормально, а вот когда люди считающие себя серьёзными хацкерами, либо анонимусами с пеной у рта доказывают, что какой-то алгоритм уязвим и пользоваться им нельзя, но, при этом не могут даже приблизительно сформулировать что такое алгоритм шифрование, в чём суть уязвимости, а главное уязвимости к чему, это вызывает снисходительную улыбку. Но ты ведь не хочешь таким быть, правда? Поэтому я решил посветить эту статью криптографии в целом, и шифрованию в частности, но я постараюсь не углубляться в теоретические глубины, а сосредоточусь на практической части вопроса, больше внимания посвящая именно алгоритмам шифрования.

Начнём, как и положено с начала. А в начале всего стоит криптография – это такая наука, причём очень древняя и очень сложная. Исторически сложилось, что основной целью криптографии можно выделить обеспечение конфиденциальности т.е. защиты информации от посторонних личностей. И эта цель не менее актуальна и сейчас, но с развитием информационных технологий, а соответственно с развитием криптографии, начали появляться новые, но не менее важные цели этой науки, например к наиболее популярным можно отнести: аутентификацию т. е. проверку неизменности ключевых свойств объект (например авторство, дата создания, история изменений и т.д.) и целостность данных т.е. невозможность незаметного или не санкционированного изменения информации. С развитием криптографии, развивались и методы, применяемые этой наукой, для достижения результата. Если когда-то, давным-давно, достаточно было использовать алфавитный, а чуть позже цифровой шифр, и чем он был замудрённей тем и надёжней, потому что разгадывать его приходилось в ручную, то с появлением компьютеров, а соответственно серьёзных вычислительных мощностей, эти самые шифры канули в лету, ввиду их абсолютной уязвимости к анализу и перебору для выявления закономерностей, а соответственно разгадыванию секретного ключа т.е. самого шифра (этот процесс, кстати, принято называть криптоанализом) . Но кому-то очень умному пришло в голову использовать вычислительные мощности не только для разгадывания ключа, но и для самого шифрования. Именно так начали появляться алгоритмы шифрования в том понимании, в котором их знают сейчас.

Алгоритмы шифрования

И тут, человеки, как им свойственно, проявили немалую изобретательности и понавыдумывали столько, что если захочешь во всём этом разобраться, то пару институтов придется закончить. Но мы не в институте, да и нам не зачем в эти глубины вникать, а потому разберем основное.

В криптографии существует довольно много видов классификаций алгоритмов шифрования, но, что бы не забивать себе голову, наиболее приемлемо выделить три основных вида:

• симметричное
• асимметричное
• хеширование

Прежде чем говорить о них по отдельности давай определимся, что самое важное в алгоритмах шифрования. И, ты наверняка подумал, что это надежность защиты данных, и это почти правильный ответ, причем многие теоретики криптографии тоже отдают надежности первой место, а вот те кто на практике сталкиваются с шифрованием, знают, что надёжность конечно важна, но гораздо важнее соотношение надёжности и возможности использования шифра. Что бы было понятней почему, поясню подробней. То что в народе называют надёжностью, в криптографии принято называть криптостойкостью шифра, другими словами это свойство шифра противостоять криптоанализу т.е. дешифрованию. А самих способов дешифррования существует ровно два – простой перебор и расшифровка на основе перехваченных данных. И если с перебором всё более-менее понятно, т.е. нужно подставлять, по очереди все возможные варианты и соответственно чем больше вариантов существует тем более надёжен этот шифр, то с расшифровкой на основе перехваченных данных всё намного сложнее. При этом оба варианта вполне можно применять к одному и тому же шифру. Но как понять степень надёжности этого шифра. Для этого, в криптографии, существует такое понятие как взаимная информация – это числовое значение определяющее при перехвате какого количества криптотекста, станет возможна расшифровка всего зашифрованного сообщения, а высчитывается оно как разница между обычной и условной информационной неопределенностью, которую в криптографии принято называть энтропией. Это термины которыми обозначаются вероятности появления или не появления в тексте каких-либо символов. Но мы не будем углубляться в высшую математику и выводить формулы, потому что нам это просто не нужно. А нужно понимать что значение взаимной информации всегда больше либо равно нулю. И исходя из этого получается, что если это значение равно нулю, то алгоритм можно считать абсолютно стойкими, потому что сколько частей крептотекста не попало бы к злодею – расшифровать всё равно ничего не получиться, а если значение взаимной информации больше нуля, такие системы принято называть достаточно стойкими. И возникает логичный вопрос: если существуют абсолютно стойкие системы, то почему бы их не использовать и проблема защиты информации будет решена. Но не тут-то было, потому что абсолютно стойкие системы существуют только на бумаге, в виде теорем и прочей теоретической тошниловки, а использовать их на практике невозможно, в виду нереальной сложности и огромной стоимости шифрующего оборудования, чтобы было понятней, даже государства, которые, казалось бы, обладают огромными ресурсами, не смогли до сих пор внедрить использование абсолютно стойких систем. Из этого всего, вполне логичным, будет вывод, что чем надежнее шифр тем труднее и дороже его использование в практических целях, а соответственно наиболее важна не надежность шифра, а возможность его применения т.е. соотношение надежности и цены.

Симметричное шифрование

Теперь вернемся к тому из-за чего собрались, а именно к самим алгоритмам. Симметричное шифрование – это такой способ шифрования когда для шифрования и расшифровывания используется один и тот же ключ, соответственно у кого есть ключ тот и может расшифровывать сообщение.

В свою очередь, само симметричное шифрование можно разделить на два подвида – это блочные и поточные шифры.

Блочный шифр – информация шифруется блоками данных фиксированного размера, как правило это степени 2 (64, 128 и т.д.), применяя к каждому блоку ключ в несколько раундов подстановки и перемешивания, достигая таким образом увеличения несоответствия битов между блоками начальных и зашифрованных данных. Именно так работают большинство современных алгоритмов шифрования, используя, для перемешивания и подстановки сеть Фейстеля или SP-сеть.

Поточный шифр – принцип работы тот же самый, что и у блочного, только на шифруемый текст предварительно накладывается последовательность случайных чисел и информация шифруется не блоками, а побитово, этот процесс, кстати, называется гаммированием, так вот если блочный шифр запустить в режиме гаммирования – получится потоковый. Правда если перегнуть с этой последовательностью случайных чисел – получишь абсолютно стойкий шифр – круто, но бесполезно.

Примеры наиболее распространённых симметричных шифров:

• DES — довольно старый алгоритм, разработанный IBM. Сейчас не используется в ввиду наличия неустраняемых уязвимостей.
• 3DES — более поздняя версия DES. Применяет алгоритм DES три раза, что делает его более безопасным, чем сам DES.
• AES — Advanced Encryption Standard. Это стандарт шифрования, принятый в США. В настоящее время он считается одним из наиболее сильных, использует 128-, 196- или 256-битный ключ и алгоритм Rijndael с 2001 года. Используется в WPA2, SSL/TLS и многих других протоколах, где важны конфиденциальность и скорость.
• RC4 — это пример шифра потоковой передачи, который разработан Рональдом Ривестом. Используется в VoIP и WEP.
• Blowfish — первый алгоритм шифрования Брюса Шнайера. Он использует переменную длину ключа и считается одним из самых безопасных.
• Twofish — более сильная версия Blowfish с 128-битным или 256-битным ключом, основной конкурент AES. Используется в Cryptcat, OpenPGP.
• Кузнечик – разработан ФСБ РФ и в 2015 году принят в качестве стандарта в ГОСТ Р 34.12-2015. В том же году была доказана его неустойчивость к методу обратного проектирования, а чуть позже оказалось, что его алгоритм генерации S-блока перерисован с Белорусского шифра BelT разработанного в 2007 году. Ещё чуть позже его же взломали атакой “встреча посередине”.

Самыми главными плюсами симметричного шифрования является его скорость и простота реализации. За счёт этого оно хорошо подходит для хранения и обработки больших объёмов данных. На этом, собственно, плюсы – всё. Что касается минусов: самая главная его проблема – это обмен ключами, ведь у каждого участника должен быть один и тот же ключ, а его нужно как-то передать, по какому-то каналу связи, а это означает ровно одно – этот ключ можно перехватить, соответственно даже самый лучший алгоритм надёжен ровно настолько на сколько надёжен канал передачи ключей. Кстати, из-за того что ключ известен каждой стороне, использование симметричного шифрования делает невозможным подтверждение аутентичности и авторства данных т.к. невозможно сформировать цифровую подпись.

Асимметричное шифрование

Асимметричное шифрование или шифрование с открытым ключом – в подобных системах используется два ключа – открытый и закрытый, математически связанные между собой, при этом открытый ключ не от кого не прячется, может передаваться не защищенными каналами связи и используется для шифрования данных и проверки электронной цифровой подписи. А вот для генерации цифровой подписи и расшифровки данных используется закрытый т.е. секретный ключ. Простыми словами это работает так: если мы хотим получить от кого-то некую секретную информацию, мы передаём ему открытый ключ, с использованием которого эта информация будет зашифрована. При этом мы не боимся что злодеи перехватят наш ключ, ведь с ним можно только зашифровать данные, но не расшифровать. После того как наш собеседник получает ключ, он шифрует сообщение и отправляет нам, а получив мы расшифровываем его с использованием секретного ключа, который мы тщательно хранили, никому не передавали и не показывали, и, как бонус, мы ещё и проверяем не изменил ли кто данные в процессе пересылки и пришли ли они от нужного нам адресата. Сам понимаешь, такая схема многократно надежней чем с симметричным шифрованием.

Наиболее распространённые асимметричные алгоритмы шифрования:

• RSA (Rivest, Shamir и Adleman) – первая и наиболее распространённая криптосистема которая стала пригодной и для шифрования, и для цифровой подписи, использует факторизацию очень больших простых чисел в качестве отношения между двумя ключами.
• Схема Эль-Гамаля (Elgamal) -криптосистема основанная на вычислительной сложности проблемы дискретного логарифмирования. Долгое время была стандартом в США и России.
• Алгоритм Диффи — Хеллмана – криптографический протокол, позволяющий двум и более сторонам получить общий секретный ключ, используя незащищенный от прослушивания канал связи.
• DSA (Digital Signature Algorithm) — криптографический алгоритм с использованием открытого ключа для создания электронной подписи, но не для шифрования. Подпись создается секретно, но может быть публично проверена. Это означает, что только один субъект может создать подпись сообщения, но любой может проверить её корректность. Алгоритм основан на вычислительной сложности взятия логарифмов в конечных полях. Является частью стандарта цифровой подписи США.

При всех очевидных плюсах в системах с открытым ключом есть и минусы, и самый главный – это скорость, асимметричное шифрование в несколько раз медленнее симметричного, ну и, соответственно, вычислительные мощности нужны в разы больше. В связи с этими минусами, на практике обычно применяются гибридные системы шифрования, которые аккумулируют плюсы обоих систем т.е. массив данных шифруется симметричным алгоритмом, а сеансовый ключ шифруется асимметричным и передаётся в зашифрованном виде. Таким способом экономятся вычислительные мощности и появляется возможность безопасно передать ключ симметричного алгоритма.

Хеширование

И третий, интересующий нас вид шифрования, это хеширование его ещё называют хеш-функция или функция свёртки – это одностороннее шифрование, при котором, с использованием алгоритма хеширования, начальные данные, независимо от их длины, превращаются в битовую строку фиксированной длины. Именно эта битовая строка и называется хешем. Идеальным считается такой алгоритм хеширования, который делает невозможным обратное преобразование хеша в данные. Т.е. имея на руках хеш – невозможно узнать начальные данные. При этом, для применения на практике, как раз начальные данные знать и не нужно, нужно знать, что с использованием определенного алгоритма генерация хэша от какого-то текста создает тот же хэш. Соответственно, мы можем хранить, например пароль, в виде хеша и даже если его украдут – узнать пароль не смогут, а когда пользователь вводит пароль то хеш введенного пароля сверяется с сохраненным хешем, и если они совпали – значит пароль правильный. По такому же принципу может проверяться целостность файлов.

Самая главная проблема хеш-функций называется коллизией, суть её в том что хеши не всегда уникальны и иногда, правда очень редко, случаются ситуации, что два разных входных блока дают одинаковый хеш. Именно поэтому основной уязвимостью алгоритмов хеширования считается построение коллизий т.е. их искусственное создание. Для примера именно подобную уязвимость эксплуатировал червь Stuxnet в Windows, получая от системы абсолютно белый сертификат и таким способом становясь неуязвимым для антивирусов.

Примеры алгоритмов хеширования: MD4, MD5, SHA1, SHA2.

Ну, а на этом нашу ознакомительную экскурсию в мир криптографии можно считать оконченной. Не забывай возвращаться, нам нужно узнать ещё очень много.

Твой Pul$e.

Поделиться ссылкой:

Как работает шифрование в интернете. Вас легко взломать?

С каждым днем мы все чаще слышим о конфиденциальности, защите данных и шифровании. Пользователи обеспокоены безопасностью мессенджеров и социальных сетей, правительственные органы — невозможностью взлома информации о злоумышленниках.

Между мессенджерами и правительством ведутся постоянные переговоры. Иногда дело доходит до настоящей войны. Кто-то не передал кому-то ключи шифрования и отказался открыть доступ к переписке пользователей. Затем кто-то обиделся и мессенджер заблокировали на территории целой страны.

? Рубрика «Технологии» выходит при поддержке re:Store.

Почему так происходит? Как работает шифрование и в чем его особенности? Давайте разберемся вместе.

История, которой уже 4 тыс. лет

Само по себе понятие «шифрование» впервые появилось еще около 4 тыс. лет назад. Простейшим способом шифрования пользовались еще с 3-го тысячелетия до н.э.

При написании письма, буквы менялись местами. Скажем, «А» соответствовала букве «Т», «Б» менялась на «У», «В» на «Ф» и так далее.

В результате, сообщение превращалось в, казалось бы, несвязный набор букв, расшифровать который могла лишь получающее сообщение сторона. Именно там знали, какая буква менялась на какую.

Забавно, но именно такой примитивный метод по сути являлся первым ключом шифрования.

В 479 году до н.э. спартанцы получили несколько деревянных табличек, покрытых восков. На них было важное зашифрованное послание о предстоящем нападении персов. Об этом случае упоминает древнегреческие историк Геродот.

Передача информации с возможностью сокрытия от посторонних глаз впервые остро понадобилась именно в военной отрасли.

Криптографический цилиндр Томаса Джеферсона

Спустя много веков для криптографии наступит новый период с использованием полиалфавитных шрифтов. Их принцип был подобным, но более запутанным из-за использования нескольких алфавитов.

Печатная машинка с механическим алгоритмом шифрования.

В первой половине XX века стали использовать электромеханический метод шифрования при помощи хитроумных устройств — шифровальщиков. И, наконец, с 70-х годов XX века за шифровку взялись компьютеры.

Какие бывают виды шифрования?

С появлением ЭВМ стали создаваться и более сложные алгоритмы шифрования. Вместо деревянных табличек и механических машин человечество перешло на шифрование посредством двоичного кода.

Так появилось два основных типа шифрования: симметричное и ассиметричное.

При симметричном шифровании используется лишь один пароль или ключ. Работает он следующим образом.

В системе шифрования предусмотрен некий математический алгоритм. На его цифровой «вход» подается исходный пароль и текст отправления (фото, видео и т. д.). Далее информация шифруется и отправляется.

При получении срабатывает обратный алгоритм и проходит процедура дешифровки с использованием того самого пароля.

Проще говоря, если знать пароль, то безопасность симметричного шифрования резко стремится к нулю. Поэтому пароль должен быть максимально сложным и запутанным. Несмотря на определенные ограничения, симметричное шифрование очень распространено из-за простоты и быстродействия.

Второй вид шифрования — ассиметричное. В нем используются два пароля: открытый или публичный и закрытый или секретный. Открытый пароль получают все участники сети, а вот закрытый всегда остается на стороне либо сервера, либо другого приемника.

Суть в том, что при ассиметричном шифровании расшифровать сообщение можно лишь с помощью двух ключей. Именно на этом принципе основан популярный протокол SSL, который мы часто встречаем в браузере.

Сталкиваться с таким шифрованием вы могли, когда получали сообщение при открытии страницы «Небезопасное соединение». Означает это лишь одно: закрытый ключ уже мог быть вскрыт и известен хакерам. А значит вся введенная вами информация, по сути, не шифруется.

Преимущество ассиметричного шифрования в том, что один из ключей всегда остается на устройстве и не передается. Но оно считается «более тяжелым» и требует больше ресурсов компьютера.

Как работает шифрование на примере iMessage?

Пожалуй, именно Apple можно отнести к категории тех компаний, которые максимально беспокоятся о конфиденциальности данных своих пользователей. Шифрование и защита в продуктах Apple находится на высоком уровне.

Понять это можно, разобравшись в принципах работы одного из сервисов — iMessage.

Итак, вы решили использовать iMessage. Зарегистрировали Apple ID, зашли в настройки и включили сервис.

На iOS-девайсе тут же создаются две пары ключей: публичная и приватная. Да-да, iMessage работает по ассиметричному типу шифрования.

Приватная пара остается в памяти устройства, публичная же отправляется на сервера Apple.

Ну что, iMessage включен. Вы открываете приложение «Сообщения», выбираете адресата и начинаете писать сообщение. Тем временем сервис проверяет наличие публичного ключа адресата, который прикреплен к учетной записи Apple ID. Найдя его, абонент подсвечивается доступным для отправки сообщений через сервис.

Сообщение написано, вы нажимаете Отправить. Сообщение тут же копируется и проходит процедуру шифрования с помощью хранящегося на девайсе приватного ключа, подвязывается к публичному ключу и отправляется адресату.

Зашифрованное сообщение поступает на устройство получателя. Оно привязано к публичному ключу отправителя и требует дешифровки. Тем временем на сервере удаляется та самая зашифрованная копия.

Несмотря на то, что пользователь уже «физически» получил сообщение, он об этом не знает, поскольку никаких уведомлений не получал. Девайс приступает к дешифровке. Включается обратный шифрованию алгоритм. Используя известный публичный ключ и приватный ключ, хранящийся на устройстве, сообщение дешифруется.

Прочесть его без наличия самого устройства невозможно даже в случае перехвата сообщения. Когда расшифровка сообщения окончена, пользователь получает уведомление. А дальше весь процесс повторяется вновь и вновь.

Выходит, что с шифрованием мои сообщения в безопасности?

Если кратко, то ответ будет утвердительным. Перехватить ваши сообщения по сети технически возможно, но без наличия самого устройства, с которого вы проводили отправку, это не имеет смысла.

Публичный ключ создается на основе закрытого, а значит сгенерировать его без устройства отправителя невозможно. Все работает в паре. Публичный ключ шифрует сообщение, а расшифровывается он с помощью закрытого ключа.

То есть в ситуации, когда правительственные органы власти требуют предоставления ключей шифрования, несложно понять, что технически это реализовать невозможно. В противном случае, придется организовать всенародную очередь со сдачей смартфонов на резервное копирование с целью достать приватный ключ каждого устройства.

У каждого мессенджера и сервиса этот ключ свой. Так что, беспокоиться о конфиденциальности при подобном шифровании не стоит. Простая отправка сообщения с точки зрения шифрования на самом деле выглядит не так просто.

🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram.

… и не забывай читать наш Facebook и Twitter
🍒

В закладки

iPhones.ru

Рассказываем о процессах, которые мы никогда не увидим.

Владимир Кузин

@xakerbox

DIY-техноман. Уверен, что все можно сделать своими руками. Коллайдер не в счет.

• До ←
  

  Это глупейшая фишка iOS 12. Apple, сколько можно

• После →
  

  Adobe показала, как будет выглядеть полноценный Photoshop для iPad

Управление/настройка принтера | OKI Data

Можно зашифровать передачу данных между компьютером и устройством.

Шифрование передаваемых данных выполняется с помощью IPSec. Если метод IPSec включен, шифрование применяется для всех приложений, использующих протоколы IP.

Можно настроить до 50 узлов, указав их IP-адреса. Попытки получения доступа к принтеру с незарегистрированного узла будут отклонены. Попытки подключения к незарегистрированным узлам будут отклонены.

Прежде чем настраивать компьютер, обязательно настройте устройство.

Настройка устройства

Чтобы включить протокол IPSec, следует заранее выполнить настройку устройства при помощи веб-страницы.

Примечание

• Если включено шифрование IPSec, подключения к узлам, не зарегистрированным с помощью данной процедуры, будут отклонены.

• Если протокол IPsec настроен для данного устройства и хоста, устанавливается соединение при помощи IPSec. Если протокол IPSec не настроен для хоста, соединение при помощи IPSec не устанавливается.

• Не забывайте фиксировать значения, которые указываете в ходе выполнения процедуры. Эти значения необходимы при настройке протокола IPSec на компьютере.

1. 
   

2. Войдите в систему в качестве администратора.

3. Выберите [Admin Setup].

4. Выберите [Сеть] > [Безопасность] > [IPSec].

   

5. 
   

   Настройте параметры, следуя инструкциям на экране.

6. 
   

   Щелкните [Submit].

   Новые параметры вступят в силу после перезапуска сетевых функций устройства.

Примечание

• Если настроить IPSec не удалось из-за несоответствия указанных параметров, веб-страница может быть недоступна. В этом случае отключите протокол IPSec с панели оператора устройства или выполните инициализацию сетевых настроек.

Перейти к настройке компьютера.

Настройка компьютера

Настройте IPSec на компьютере.

Следуйте приведенной ниже процедуре и выполняйте все шаги в указанном порядке.

Создание политики IP-безопасности

1. Щелкните [Пуск] и выберите [Панель управления]> [Система и безопасность] > [Инструменты администратора].

   

2. Дважды щелкните элемент [Локальная политика безопасности].

3. Щелкните [Политика IP-безопасности на локальном компьютере] в окне [Локальная политика безопасности].

4. В меню [Действие] выберите пункт [Создать политику IP-безопасности].

5. Нажмите [Далее] в меню [Мастер политики IP-безопасности].

6. Введите значения [Имя] и [Описание], затем нажмите [Далее].

7. Снимите флажок [Использовать правило по умолчанию (только ранние версии Windows)] и щелкните [Далее].

   

8. Установите флажок [Изменить свойства] и щелкните [Завершить].

Настройка обмена ключами

1. Выберите вкладку [Общие] в окне «Новые свойства политики IP-безопасности».

2. Щелкните [Параметры].

3. 
   

   Введите значение в минутах в поле [Проверять подлинность и создавать новый ключ каждые] в окне [Параметры обмена ключами].

   Примечание

   • Укажите значение, аналогичное значению [Lifetime (Срок)], для параметра «Предложение фазы 1» в разделе «Настройка устройства». При выполнении этого шага введите значение в минутах, даже если значение [Lifetime (Срок)] указано в секундах.

4. Щелкните [Методы].

5. Нажмите [Добавить] в окне [Методы безопасности при обмене ключами].

6. 
   

   Укажите значения [Алгоритм проверки целостности], [Алгоритм шифрования] и [Группа Диффи-Хелмана].

   Примечание

   • Выберите значения, аналогичные указанным для параметров [IKE Encryption Algorithm (Алгоритм шифрования IKE)], [IKE Hush Algorithm (Алгоритм утихания IKE)] и [Diffie-Hellman group (Группа Диффи-Хеллмана)], для параметра «Предложение фазы 1» в разделе «Настройка устройства».

7. Нажмите [OK].

   

8. Выберите [OK] в окне [Методы безопасности при обмене ключами].

9. Нажмите [OK] в окне [Параметры обмена ключами].

Настройка IP-фильтра

1. Выберите вкладку [Правила] в окне «Свойства политики IP-безопасности».

2. Щелкните [Добавить].

3. Нажмите [Далее] в меню [Мастер правил безопасности].

4. Выберите [Это правило не определяет туннель] на экране [Конечная точка туннеля] и нажмите [Далее].

   

5. Выберите [Все сетевые подключения] на экране [Тип сети], затем нажмите кнопку [Далее].

6. Щелкните [Добавить] на экране [Список IP-фильтров].

7. Щелкните [Добавить] в окне [Список IP-фильтров].

8. Нажмите [Далее] в меню [Мастер IP-фильтров].

9. Нажмите [Далее] на экране [Описание IP-фильтра и свойство «Отраженный»].

10. Нажмите [Далее] на экране [Источник IP-трафика].

11. Нажмите [Далее] на экране [Назначение IP-трафика].

    

12. Нажмите [Далее] на экране [Тип протокола IP].

13. Нажмите [Завершить].

Настройка действий фильтра

1. Щелкните [OK] в окне [Список IP-фильтров].

2. Выберите новый IP-фильтр из списка в окне [Мастер правил безопасности] и нажмите [Далее].

3. Щелкните [Добавить] на экране [Действие фильтра].

4. Нажмите [Далее] в меню [Мастер настройки действий фильтра].

   

5. Введите значения [Name (Имя)] и [Description (Описание)] на экране [Filter Action Name (Имя действия фильтра)], а затем щелкните [Next (Далее)].

6. Выберите [Согласовать безопасность] на экране [Общие параметры действия фильтра], затем нажмите [Далее].

7. Выберите [Запретить небезопасное соединение] на экране [Соединение с компьютерами, не поддерживающими IPsec], затем нажмите [Далее].

8. Выберите [Настраиваемый] на экране [Безопасность IP-трафика], затем щелкните [Настройки].

9. 
   

   Выполните настройку в окне [Параметры особого метода безопасности], затем щелкните [OK].

   

   Примечание

   • Установите значения, аналогичные указанным для параметров [ESP Encryption Algorithm (Алгоритм шифрования ESP)], [ESP Authentication Algorithm (Алгоритм проверки подлинности ESP)], [AH Authentication Algorithm (Алгоритм проверки подлинности AH)] и [LifeTime (Срок эксплуатации)] для параметра «Предложение фазы 2» в «Настройка устройства».

10. Нажмите [Далее] на экране [Безопасность IP-трафика].

11. Установите флажок [Изменить свойства] и щелкните [Завершить].

Назначение политики IP-безопасности

1. Если необходимо включить ключ PFS, установите флажок [Использовать сеансовые циклы безопасной пересылки (PFS)] в окне [Свойства действия фильтра].

   

2. Если вы используете соединение с помощью протокола IPSec с глобальным адресом IPv6, установите флажок [Принимать небезопасную связь, но отвечать с помощью IPsec].

3. Нажмите [OK].

4. Выберите новое действие фильтра, а затем щелкните [Далее].

5. 
   

   Выберите метод проверки подлинности на экране [Метод проверки подлинности], а затем нажмите кнопку [Далее].

   Примечание

   • Если в «Настройка устройства» указан предварительно заданный ключ, установите флажок «Использовать данную строку для безопасности при обмене ключами (предварительно заданный ключ)» на экране [Authentication Method (Метод идентификации)] и введите предварительно заданный ключ.

6. Нажмите [Завершить].

7. Щелкните [OK] в окне «Новые свойства политики IP-безопасности».

8. Выберите новую политику IP-безопасности в окне [Локальная политика безопасности].

9. В меню [Действие] выберите пункт [Назначить].

10. Убедитесь, что для параметра новой политики IP-безопасности [Назначенная политика] отображается значение [Да].

11. Щелкните [х] в окне [Локальная политика безопасности].

    

Что такое шифрование данных? Определение, передовой опыт и многое другое

Шифрование данных определено в Data Protection 101, нашей серии статей об основах безопасности данных.

Определение шифрования данных

Шифрование данных переводит данные в другую форму или код, так что только люди, имеющие доступ к секретному ключу (формально называемому ключом дешифрования) или паролю, могут их прочитать. Зашифрованные данные обычно называют зашифрованным текстом, а незашифрованные данные — открытым текстом. В настоящее время шифрование — один из самых популярных и эффективных методов защиты данных, используемых организациями.Существует два основных типа шифрования данных — асимметричное шифрование, также известное как шифрование с открытым ключом, и симметричное шифрование.

Основная функция шифрования данных

Целью шифрования данных является защита конфиденциальности цифровых данных, поскольку они хранятся в компьютерных системах и передаются через Интернет или другие компьютерные сети. Устаревший стандарт шифрования данных (DES) был заменен современными алгоритмами шифрования, которые играют критически важную роль в безопасности ИТ-систем и коммуникаций.

Эти алгоритмы обеспечивают конфиденциальность и управляют ключевыми инициативами безопасности, включая аутентификацию, целостность и предотвращение отказа от авторства. Аутентификация позволяет проверить происхождение сообщения, а целостность обеспечивает доказательство того, что содержимое сообщения не изменилось с момента его отправки. Кроме того, неотказуемость гарантирует, что отправитель сообщения не сможет отказать в отправке сообщения.

Процесс шифрования данных

Данные или открытый текст шифруются с помощью алгоритма шифрования и ключа шифрования.В результате получается зашифрованный текст, который можно увидеть в исходной форме, только если он расшифрован с помощью правильного ключа.

Шифры с симметричным ключом используют один и тот же секретный ключ для шифрования и дешифрования сообщения или файла. Хотя шифрование с симметричным ключом намного быстрее, чем асимметричное шифрование, отправитель должен обменяться ключом шифрования с получателем, прежде чем он сможет его расшифровать. Поскольку компаниям необходимо безопасно распространять и управлять огромным количеством ключей, большинство служб шифрования данных адаптировали и используют асимметричный алгоритм для обмена секретным ключом после использования симметричного алгоритма для шифрования данных.

С другой стороны, асимметричная криптография, иногда называемая криптографией с открытым ключом, использует два разных ключа, один открытый и один закрытый. Открытый ключ, как он называется, может быть доступен всем, но закрытый ключ должен быть защищен. Алгоритм Ривест-Шармир-Адлеман (RSA) — это криптосистема для шифрования с открытым ключом, которая широко используется для защиты конфиденциальных данных, особенно когда они отправляются по небезопасной сети, такой как Интернет. Популярность алгоритма RSA объясняется тем, что как открытый, так и закрытый ключи могут шифровать сообщение, чтобы гарантировать конфиденциальность, целостность, подлинность и неотвратимость электронных сообщений и данных с помощью цифровых подписей.

Проблемы современного шифрования

Самый простой метод атаки на шифрование сегодня — это грубая сила или попытка использования случайных ключей до тех пор, пока не будет найден правильный. Конечно, длина ключа определяет возможное количество ключей и влияет на правдоподобие этого типа атаки. Важно помнить, что надежность шифрования прямо пропорциональна размеру ключа, но по мере увеличения размера ключа увеличивается и количество ресурсов, необходимых для выполнения вычислений.

Альтернативные методы взлома шифра включают атаки по побочным каналам и криптоанализ. Атаки по побочным каналам идут после реализации шифра, а не самого шифра. Эти атаки имеют тенденцию к успеху, если есть ошибка в конструкции или выполнении системы. Точно так же криптоанализ означает обнаружение слабого места в шифре и его использование. Криптоанализ более вероятен, когда есть недостаток в самом шифре.

Решения для шифрования данных

Решения для защиты данных для шифрования данных могут обеспечивать шифрование устройств, электронной почты и самих данных. Во многих случаях эти функции шифрования также встречаются с возможностями управления устройствами, электронной почтой и данными. Компании и организации сталкиваются с проблемой защиты данных и предотвращения потери данных, поскольку сотрудники все чаще используют внешние устройства, съемные носители и веб-приложения в рамках своих повседневных бизнес-процедур. Конфиденциальные данные могут больше не находиться под контролем и защитой компании, поскольку сотрудники копируют данные на съемные устройства или загружают их в облако. В результате лучшие решения для предотвращения потери данных предотвращают кражу данных и внедрение вредоносных программ со съемных и внешних устройств, а также из веб-приложений и облачных приложений.Для этого они также должны гарантировать, что устройства и приложения используются должным образом и что данные защищены с помощью автоматического шифрования даже после того, как они покидают организацию.

Как мы уже упоминали, контроль и шифрование электронной почты — еще один важный компонент решения по предотвращению потери данных. Безопасная, зашифрованная электронная почта — единственный ответ на соответствие нормативным требованиям, удаленную рабочую силу, BYOD и аутсорсинг проектов. Превосходные решения по предотвращению потери данных позволяют вашим сотрудникам продолжать работать и сотрудничать с помощью электронной почты, в то время как программное обеспечение и инструменты заранее помечают, классифицируют и шифруют конфиденциальные данные в электронных письмах и вложениях.Лучшие решения для предотвращения потери данных автоматически предупреждают, блокируют и шифруют конфиденциальную информацию в зависимости от содержимого и контекста сообщения, например пользователя, класса данных и получателя.

Хотя шифрование данных может показаться обескураживающим и сложным процессом, программное обеспечение для предотвращения потери данных надежно справляется с этим каждый день. Шифрование данных не обязательно должно быть проблемой, которую ваша организация пытается решить самостоятельно. Выберите лучшее программное обеспечение для предотвращения потери данных, которое предлагает шифрование данных с помощью устройства, электронной почты и управления приложениями, и будьте уверены, что ваши данные в безопасности.

Теги: Защита данных 101

Какие существуют типы шифрования?

Кибербезопасность и защищенные данные становятся все важнее с каждым днем. Поскольку мы собираем все больше банковских, медицинских и коммерческих данных в Интернет, их безопасность может быть сложной. Вот почему большинство программ и приложений, которые мы используем, используют ту или иную форму шифрования данных для обеспечения безопасности нашей информации.

Какие бывают типы шифрования? Хотя наиболее распространенными являются AES, RSA и DES, используются и другие типы.Давайте углубимся в то, что означают эти аббревиатуры, что такое шифрование и как обеспечить безопасность ваших данных в Интернете.

Что такое шифрование данных?

Шифрование данных — это то, что происходит, когда вы берете текст или данные, которые используете, и преобразуете их в код (также называемый «зашифрованный текст»), который не может быть понят для тех, у кого нет правильного ключа. Чтобы данные можно было использовать, их необходимо изменить или расшифровать. Шифрование

необходимо, потому что оно позволяет нам отправлять актуальную и часто конфиденциальную информацию через Интернет и с помощью электронных средств, чтобы посторонние люди не видели ее.Для расшифровки данных необходим ключ, который будет у авторизованных пользователей. Однако имейте в виду, что даже зашифрованные данные иногда могут расшифровать те, у кого достаточно навыков или ресурсов, некоторые из которых могут иметь злонамеренные намерения.

Шифрование обычно предотвращает кражу или передачу важных данных, будь то фильмы, которые мы смотрим, в которых используется управление цифровыми правами (DRM) для предотвращения незаконного копирования, или пароли для входа в банкинг, которые мы вводим на веб-сайте банка.

Почему важен тип шифрования

Методы шифрования различаются в зависимости от того, сколько данных они могут обрабатывать за один раз и какой ключ нужен для их дешифрования.Некоторое шифрование легче взломать, чем другое. В то время как некоторые компании или частные лица выбирают тип шифрования в соответствии со стандартами, продиктованными правовыми или промышленными нормами, другие могут просто выбрать свой тип в зависимости от личных предпочтений. Это важно для вас, потому что ваши данные находятся под защитой. Вам понадобится лучший тип шифрования для данных, которые вы храните или передаете.

Различные типы шифрования

Три основных типа шифрования — DES, AES и RSA.Несмотря на то, что существует множество видов шифрования — больше, чем можно легко объяснить здесь, — мы рассмотрим эти три важных типа шифрования, которые потребители используют каждый день. Большинство других являются вариациями старых типов, а некоторые больше не поддерживаются и не рекомендуются. Технологии развиваются каждый день, и даже те, которые считаются современными, в какой-то момент будут заменены более новыми версиями.

Подобно тому, как службы безопасности предпринимают шаги для повышения безопасности вашей информации, хакеров — это , которые ищут способы обойти их .Это гонка вооружений с вашими данными как военными трофеями. Давайте погрузимся в популярные методы шифрования, историю шифрования и его дальнейшие шаги.

Шифрование DES

Принятое в 1970-х годах в качестве стандарта шифрования, шифрование DES само по себе уже не считается безопасным. Он шифрует только 56 бит данных за раз, и вскоре после его появления было обнаружено, что его легко взломать. Тем не менее, он служил стандартом, на котором были основаны будущие более безопасные инструменты шифрования.

3DES

Более современный 3DES — это версия блочного шифра, используемого сегодня. Стандарт тройного шифрования данных (3DES) работает, как следует из названия. Вместо использования одного 56-битного ключа он использует три отдельных 56-битных ключа для тройной защиты.

Недостатком 3DES является то, что для шифрования данных требуется больше времени. Кроме того, блоки меньшей длины шифруются трижды, но их все равно можно взломать. Банки и предприятия все еще полагаются на него в настоящее время, но в новых формах вскоре может быть отказано в этой версии.

Когда следует использовать шифрование DES?

Вероятно, сегодня вы не будете использовать DES или даже 3DES самостоятельно. Банковские учреждения и другие предприятия могут использовать 3DES для внутренних или частных целей. Однако отраслевой стандарт отошел от него и больше не включается в новейшие технологические продукты.

Шифрование AES

Один из самых безопасных типов шифрования, Advanced Encryption Standard (AES), используется правительствами и организациями безопасности, а также повседневными предприятиями для секретной связи.AES использует шифрование с «симметричным» ключом. Кому-то на принимающей стороне потребуется ключ для их декодирования.

AES отличается от других типов шифрования тем, что шифрует данные единым блоком, а не отдельными битами данных. Размеры блока определяют имя для каждого типа зашифрованных данных AES:

• AES-128 шифрует блоки размером 128 бит
• AES-192 шифрует блоки размером 192 бит
• AES-256 шифрует блоки размера Размер 256 бит

В дополнение к разным размерам блоков каждый метод шифрования имеет разное количество раундов. Эти раунды представляют собой процессы преобразования фрагмента данных с открытым текстом в зашифрованные данные или зашифрованный текст. Например, AES-128 использует 10 раундов, а AES-256 — 14 раундов.

Когда следует использовать шифрование AES?

Большинство инструментов обработки данных, доступных сегодня на рынке, используют шифрование AES. Даже те, которые позволяют использовать другие методы со своими программами, рекомендуют стандарт AES. Он работает во многих приложениях и по-прежнему остается наиболее распространенным и безопасным методом шифрования за такую ​​цену.Фактически, вы, вероятно, используете его, даже не подозревая об этом.

RSA Encryption

Другой популярный стандарт шифрования — «Ривест-Шамир-Адлеман» или RSA. Он широко используется для данных, отправляемых онлайн, и использует открытый ключ для шифрования данных. Те, кто получает данные, будут иметь свой собственный закрытый ключ для декодирования сообщений. Доказано, что это безопасный способ передачи информации между людьми, которые могут не знать друг друга и хотят общаться, не подвергая опасности свои личные или конфиденциальные данные.

Когда следует использовать шифрование RSA?

Вам нужно будет немного узнать об использовании RSA, чтобы сделать его частью вашей рутины, но после того, как он будет установлен, он найдет множество применений. Некоторые люди используют его, чтобы проверить цифровую подпись и убедиться, что человек, с которым они общаются, действительно является тем, кем они себя называют. Однако такое шифрование данных занимает много времени и нецелесообразно для больших или многочисленных файлов.

Дополнительные типы шифрования

Доступны и другие службы и инструменты шифрования, в том числе рыбы (Twofish, Blowfish и Threefish).Они используют разные технологии для шифрования данных и популярны среди многих программистов и разработчиков. Они также являются неотъемлемой частью имеющихся на рынке программных продуктов для защиты паролем. Они не имеют патента и могут использоваться кем угодно без лицензии.

От потребителей не следует ожидать, что они будут понимать все о шифровании или знать, как шифровать лично. Точно так же даже ограниченные знания о шифровании могут пригодиться при выборе и покупке продуктов и инструментов для обеспечения конфиденциальности и безопасности. Следуйте этим правилам, чтобы получить наилучший результат:

• Избегайте компаний, которые не могут (или не хотят) сообщить, какой метод шифрования они используют.
• Изучите незнакомые типы.Некоторые неизвестные инструменты шифрования являются более современной версией стандартных типов.
• Избегайте оригинального шифрования DES. Он не соответствует стандартам
• 3DES выводится из передовых инструментов и продуктов. Избегайте этого, если можете.

Если вы не уверены в том, что читали о шифровании, не стесняйтесь обращаться к специалисту по компьютерам в вашем районе или к производителю вашего устройства .

Будущее шифрования данных

Шифрование используется в технических продуктах и ​​инструментах, которые мы покупаем каждый день, и оно по-прежнему будет краеугольным камнем безопасности для всего, от компьютерных игр до наших телефонных звонков и видео по VOIP (передача голоса по интернет-протоколу). чаты.Если его можно отправить или сохранить, он, скорее всего, будет зашифрован или будет иметь доступ к зашифрованным данным.

По мере изменения технологии меняются и разрабатываемые и используемые типы шифрования. Хакеры становятся все более изощренными в своих усилиях, заставляя профессионалов, создающих эти безопасные инструменты, искать способы опередить злоумышленников.

Вы можете быть уверены, что наиболее авторитетных программных и аппаратных средств будут безопасными в использовании, если вы следуете рекомендациям производителя и постоянно обновляете и поддерживаете свое оборудование.Хотя инциденты неизбежны, мы по-прежнему можем полагаться на самые популярные сегодня типы шифрования.

Об авторе

Линси Кнерл (Linsey Knerl) пишет статьи для HP® Tech Takes. Линси — писатель из Среднего Запада, оратор и член ASJA. Она стремится помочь потребителям и владельцам малого бизнеса более эффективно использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Типы шифрования: 5 алгоритмов шифрования и как выбрать правильный

Мы разделим два основных типа шифрования — симметричное и асимметричное — прежде чем перейти к списку из 5 наиболее часто используемых алгоритмов шифрования, чтобы упростить их, как никогда раньше.

Шифрование, которое часто обвиняют в сокрытии террористической деятельности со стороны политических структур, является одной из тех тем кибербезопасности, которые постоянно появляются в заголовках.Любой, кто хорошо разбирается в различных типах шифрования, может почувствовать несправедливость по отношению к этой замечательной технологии, которая лежит в основе безопасности и конфиденциальности в Интернете. Шифрование — это метод преобразования данных в не поддающийся расшифровке формат, так что только авторизованные стороны могут получить доступ к информации.

Криптографические ключи в сочетании с алгоритмами шифрования делают возможным процесс шифрования. И, в зависимости от способа применения этих ключей, в основном используются два типа методов шифрования: «симметричное шифрование» и «асимметричное шифрование». Оба этих метода используют разные математические алгоритмы (то есть те алгоритмы шифрования, которые мы упомянули несколько минут назад) для шифрования данных. Этот список распространенных алгоритмов шифрования включает RSA, ECC, 3DES, AES и т. Д.

В этой статье мы узнаем о симметричном и асимметричном шифровании и их основных алгоритмах шифрования, которые используются для шифрования данных.

Давайте разберемся.

Тип шифрования №1: Симметричное шифрование

Симметричный метод шифрования, как следует из названия, использует один криптографический ключ для шифрования и дешифрования данных.Использование одного ключа для обеих операций делает этот процесс простым и поэтому называется «симметричным». Вот визуальная разбивка того, как работает симметричное шифрование:

Давайте разберемся в процессе симметричного шифрования на простом примере:

В Нью-Йорке живут два очень близких друга по имени Боб и Алиса. По какой-то причине Алисе нужно переехать из города. Они могут общаться друг с другом только по почте. Но есть одна проблема: Боб и Алиса боятся, что кто-то сможет прочитать их письма.

Чтобы защитить свои письма от чужих глаз, они решают написать свое сообщение таким образом, что каждая буква сообщения заменяется буквой на семь позиций ниже по алфавиту. Поэтому вместо «Apple» они писали «hwwsl» (A -> H, P -> W, L -> S, E -> L). Чтобы вернуть данные в исходную форму, им нужно было заменить букву на семь позиций вверх по алфавиту.

Конечно, это может показаться вам слишком простым — и это так.Это потому, что эту технику много веков назад использовал Юлий Цезарь, римский император и военный генерал. Этот метод, известный как «шифр Цезаря», основан на технике подстановки алфавита.

Современные методы шифрования не так просты. Широко используемые алгоритмы шифрования настолько сложны, что даже объединенная вычислительная мощность многих суперкомпьютеров не может их взломать. И поэтому мы можем расслабиться и без проблем отправить информацию о нашей кредитной карте.

Что делает симметричное шифрование отличной техникой

Самая выдающаяся особенность симметричного шифрования — простота его процесса.Эта простота этого типа шифрования заключается в использовании одного ключа как для шифрования, так и для дешифрования. В результате алгоритмов симметричного шифрования:

• значительно быстрее, чем их аналоги с асимметричным шифрованием (которые мы вскоре обсудим),
• требуют меньше вычислительной мощности, а
• не снижают скорость интернета.

Это означает, что когда нужно зашифровать большой кусок данных, симметричное шифрование оказывается отличным вариантом.

3 распространенных типа алгоритмов симметричного шифрования

Как мы видели в случае шифра Цезаря, за каждым методом шифрования данных стоит особая логика. Методы шифрования, которые используются сегодня, основаны на очень сложных математических функциях, которые делают практически невозможным их взлом.

Вы можете осознавать или не осознавать, что существуют сотни алгоритмов с симметричным ключом! Некоторые из наиболее распространенных методов шифрования включают AES, RC4, DES, 3DES, RC5, RC6 и т. Д.Из этих алгоритмов наиболее известны алгоритмы DES и AES. Хотя мы не можем охватить все типы алгоритмов шифрования, давайте рассмотрим три наиболее распространенных.

1. Алгоритм симметричного шифрования DES

Представленный в 1976 году, DES (стандарт шифрования данных) является одним из старейших методов симметричного шифрования. Он был разработан IBM для защиты конфиденциальных несекретных данных электронного правительства и был официально принят в 1977 году для использования федеральными агентствами.DES использует 56-битный ключ шифрования и основан на структуре Фейстеля, разработанной криптографом по имени Хорст Фейстель. Алгоритм шифрования DES был среди тех, что были включены в версии 1.0 и 1.1 TLS (безопасность транспортного уровня).

DES преобразует 64-битные блоки данных открытого текста в зашифрованный текст, разделяя блок на два отдельных 32-битных блока и применяя процесс шифрования к каждому независимо. Это включает в себя 16 раундов различных процессов, таких как расширение, перестановка, подстановка или операция XOR с ключом раунда, через которые данные будут проходить в зашифрованном виде.В конечном итоге на выходе создаются 64-битные блоки зашифрованного текста.

Сегодня DES больше не используется, так как его взломали многие исследователи безопасности. В 2005 году DES официально устарел и был заменен алгоритмом шифрования AES, о котором мы сейчас поговорим. Самым большим недостатком DES была его малая длина ключа шифрования, что упростило его перебор. TLS 1.2, наиболее широко используемый на сегодняшний день протокол TLS, не использует метод шифрования DES.

2.Алгоритм симметричного шифрования 3DES

3DES (также известный как TDEA, что означает алгоритм тройного шифрования данных), как следует из названия, представляет собой обновленную версию выпущенного алгоритма DES. 3DES был разработан для преодоления недостатков алгоритма DES и начал применяться с конца 1990-х годов. Для этого он трижды применяет алгоритм DES к каждому блоку данных. В результате этот процесс сделал 3DES намного труднее взломать, чем его предшественник DES. Он также стал широко используемым алгоритмом шифрования в платежных системах, стандартах и ​​технологиях в финансовой отрасли.Он также стал частью криптографических протоколов, таких как TLS, SSH, IPsec и OpenVPN.

Все алгоритмы шифрования в конечном итоге подчиняются силе времени, и 3DES не стал исключением. Уязвимость Sweet32, обнаруженная исследователями Картикеян Бхаргаван и Гаэтан Леурент, закрыла дыры в безопасности, существующие в алгоритме 3DES. Это открытие заставило индустрию безопасности рассмотреть вопрос об отказе от алгоритма, и Национальный институт стандартов и технологий (NIST) объявил об отказе в проекте руководства, опубликованном в 2019 году.

Согласно этому проекту, использование 3DES должно быть прекращено во всех новых приложениях после 2023 года. Также стоит отметить, что TLS 1.3, последний стандарт для протоколов SSL / TLS, также прекратил использование 3DES.

3. Алгоритм симметричного шифрования AES

AES, что означает «усовершенствованная система шифрования», является одним из наиболее часто используемых типов алгоритмов шифрования и был разработан как альтернатива алгоритму DES. Также известный как Rijndael, AES стал стандартом шифрования после утверждения NIST в 2001 году.В отличие от DES, AES — это семейство блочных шифров, состоящее из шифров с разной длиной ключа и размером блока.

AES работает с методами подстановки и перестановки. Сначала данные в виде открытого текста преобразуются в блоки, а затем применяется шифрование с использованием ключа шифрования. Процесс шифрования состоит из различных подпроцессов, таких как суббайты, сдвиг строк, смешивание столбцов и добавление ключей раунда. В зависимости от размера ключа выполняется 10, 12 или 14 таких раундов. Стоит отметить, что последний раунд не включает подпроцесс смешивания столбцов среди всех других подпроцессов, выполняемых для шифрования данных.

Преимущество использования алгоритма шифрования AES

Все это сводится к тому, чтобы сказать, что AES безопасен, быстр и гибок. AES — намного более быстрый алгоритм по сравнению с DES. Множество вариантов длины ключей — это самое большое преимущество, которое у вас есть, поскольку чем длиннее ключи, тем сложнее их взломать.

Сегодня AES является наиболее широко используемым алгоритмом шифрования — он используется во многих приложениях, в том числе:

• Безопасность беспроводной сети,
• Безопасность процессора и шифрование файлов,
• Протокол SSL / TLS (безопасность веб-сайтов),
• Безопасность Wi-Fi,
• Шифрование мобильных приложений,
• VPN (виртуальная частная сеть) и т. Д.

Многие правительственные учреждения, включая Агентство национальной безопасности (АНБ), полагаются на алгоритм шифрования AES для защиты своей конфиденциальной информации.

Тип шифрования # 2: асимметричное шифрование

Асимметричное шифрование, в отличие от метода симметричного шифрования, включает несколько ключей для шифрования и дешифрования данных. Асимметричное шифрование включает в себя два разных ключа шифрования, которые математически связаны друг с другом. Один из этих ключей известен как «открытый ключ», а другой — как «закрытый ключ».»Следовательно, почему метод асимметричного шифрования также известен как« криптография с открытым ключом ».

Как мы видели в приведенном выше примере, симметричное шифрование отлично работает, когда Алиса и Боб хотят обмениваться информацией. Но что, если Боб хочет безопасно общаться с сотнями людей? Было бы практично, если бы он использовал разные математические ключи для каждого человека? Не совсем, потому что это было бы много ключей для жонглирования.

Чтобы решить эту проблему, Боб использует шифрование с открытым ключом, что означает, что он дает открытый ключ всем, кто отправляет ему информацию, и сохраняет закрытый ключ при себе.Он поручает им зашифровать информацию с помощью открытого ключа, чтобы данные можно было расшифровать только с помощью личного ключа, который у него есть. Это исключает риск компрометации ключа, поскольку данные можно расшифровать только с помощью закрытого ключа, которым владеет Боб.

Что делает асимметричное шифрование отличным методом

Первое (и наиболее очевидное) преимущество этого типа шифрования — безопасность, которую он обеспечивает. В этом методе открытый ключ, который является общедоступным, используется для шифрования данных, а расшифровка данных выполняется с помощью закрытого ключа, который необходимо надежно хранить.Это гарантирует, что данные остаются защищенными от атак типа «злоумышленник посередине» (MiTM). Для веб-серверов / серверов электронной почты, которые ежеминутно подключаются к сотням тысяч клиентов, асимметричное шифрование является не чем иным, как благом, поскольку им нужно управлять и защищать только один ключ. Другой ключевой момент заключается в том, что криптография с открытым ключом позволяет создать зашифрованное соединение без необходимости сначала встречаться в автономном режиме для обмена ключами.

Вторая важная особенность асимметричного шифрования — это аутентификация.Как мы видели, данные, зашифрованные открытым ключом, можно расшифровать только с помощью связанного с ними закрытого ключа. Следовательно, он гарантирует, что данные будут видны и расшифрованы только той сущностью, которая должна их получить. Проще говоря, это подтверждает, что вы разговариваете с человеком или организацией, которой вы себя считаете.

Два основных типа алгоритмов асимметричного шифрования

1. Алгоритм асимметричного шифрования RSA

Изобретенный Роном Ривестом, Ади Шамиром и Леонардом Адлеманом (отсюда «RSA») в 1977 году, RSA на сегодняшний день является наиболее широко используемым алгоритмом асимметричного шифрования.Его сила заключается в методе «простой факторизации», на который он полагается. По сути, этот метод включает в себя два огромных случайных простых числа, которые умножаются, чтобы получить еще одно гигантское число. Загадка состоит в том, чтобы определить исходные простые числа из этого гигантского умноженного числа.

Оказывается, эта головоломка практически невозможна — если использовать ключ правильной длины, генерируемый с достаточной энтропией — для современных суперкомпьютеров, не говоря уже о людях. В 2010 году группа исследователей провела исследование, и им потребовалось более 1500 лет вычислительного времени (распределенного по сотням компьютеров), чтобы взломать ключ RSA-768 бит, что намного ниже стандартного 2048-битного ключа RSA, который используется. сегодня.

Преимущество использования алгоритма шифрования RSA

Большим преимуществом RSA является его масштабируемость. Он поставляется с ключами различной длины, такими как 768-бит, 1024-бит, 2048-бит, 4096 бит и т. Д. Таким образом, даже если меньшая длина ключа успешно подобрана методом перебора, вы можете использовать шифрование с большей длиной ключа. потому что сложность подбора ключа возрастает с увеличением длины ключа.

RSA основан на простом математическом подходе, поэтому его реализация в инфраструктуре открытых ключей (PKI) становится простой. Эта адаптируемость с PKI и его безопасность сделали RSA наиболее широко используемым алгоритмом асимметричного шифрования, используемым сегодня. RSA широко используется во многих приложениях, включая сертификаты SSL / TLS, криптовалюту и шифрование электронной почты.

2. Алгоритм асимметричного шифрования ECC

В 1985 году два математика по имени Нил Коблитц и Виктор С. Миллер предложили использовать эллиптические кривые в криптографии. Спустя почти два десятилетия их идея воплотилась в реальность, когда в 2004-05 гг. Начал применяться алгоритм ECC (Elliptic Curve Cryptography).

В процессе шифрования ECC эллиптическая кривая представляет набор точек, которые удовлетворяют математическому уравнению (y ² = x ³ + ax + b).

Как и RSA, ECC также работает по принципу необратимости. Проще говоря, легко вычислить его в одном направлении, но мучительно сложно повернуть его вспять и прийти к исходной точке. В ECC число, обозначающее точку на кривой, умножается на другое число и дает еще одну точку на кривой. Теперь, чтобы разгадать эту загадку, вы должны определить новую точку на кривой. Математика ECC построена таким образом, что практически невозможно найти новую точку, даже если вы знаете исходную точку.

Преимущество использования алгоритма шифрования ECC

По сравнению с RSA, ECC обеспечивает большую безопасность (против существующих методов взлома), поскольку он довольно сложен. Он обеспечивает такой же уровень защиты, что и RSA, но использует гораздо более короткие ключи. В результате ECC, применяемый с ключами большей длины, потребует значительно больше времени для взлома с использованием атак грубой силы.

Еще одно преимущество более коротких ключей в ECC — более высокая производительность. Более короткие ключи требуют меньшей сетевой нагрузки и вычислительной мощности, и это отлично подходит для устройств с ограниченными возможностями хранения и обработки. Использование ECC в сертификатах SSL / TLS значительно сокращает время, необходимое для выполнения квитирования SSL / TLS, и помогает быстрее загружать веб-сайт. Алгоритм шифрования ECC используется для приложений шифрования, для применения цифровых подписей, в псевдослучайных генераторах и т. Д.

Однако проблема с использованием ECC заключается в том, что многие серверные программы и панели управления еще не добавили поддержку сертификатов ECC SSL / TLS. Мы надеемся, что это изменится в будущем, но это означает, что RSA продолжит оставаться более широко используемым алгоритмом асимметричного шифрования.

Гибридное шифрование: симметричное + асимметричное шифрование

Во-первых, позвольте мне пояснить, что гибридное шифрование — это не «метод», как симметричное и асимметричное шифрование.Он извлекает лучшее из обоих этих методов и создает синергию для создания надежных систем шифрования.

Какими бы преимуществами ни были симметричное и асимметричное шифрование, у них обоих есть свои недостатки. Симметричный метод шифрования отлично подходит для быстрого шифрования больших данных. Тем не менее, он не обеспечивает проверку личности, что является неотъемлемой частью безопасности в Интернете. С другой стороны, асимметричное шифрование — благодаря паре открытого и закрытого ключей — обеспечивает доступ к данным предполагаемому получателю.Однако эта проверка сильно замедляет процесс шифрования при масштабной реализации.

Во многих приложениях, таких как безопасность веб-сайтов, требовалось высокоскоростное шифрование данных, а также требовалась проверка личности, чтобы гарантировать, что пользователи общаются с предполагаемым объектом. Так родилась идея гибридного шифрования.

Метод гибридного шифрования используется в таких приложениях, как сертификаты SSL / TLS. Шифрование SSL / TLS применяется во время серии обменов данными между серверами и клиентами (веб-браузерами) в процессе, который известен как «рукопожатие TLS».«В этом процессе идентичность обеих сторон проверяется с использованием закрытого и открытого ключей. После того, как обе стороны подтвердили свою личность, шифрование данных происходит посредством симметричного шифрования с использованием эфемерного (сеансового) ключа. Это обеспечивает быструю передачу тонны данных, которые мы отправляем и получаем в Интернете каждую минуту.

Типы методов шифрования: что мы раскрыли

Если вам интересно, какой тип шифрования лучше другого, тогда не будет явного победителя, поскольку и симметричное, и асимметричное шифрование раскрывают свои преимущества, и мы не можем выбрать только одно за счет другого. .

С точки зрения безопасности, асимметричное шифрование, несомненно, лучше, поскольку оно обеспечивает аутентификацию и предотвращение отказа от авторства. Однако производительность — это также аспект, который мы не можем позволить себе игнорировать, и поэтому всегда будет необходимо симметричное шифрование.

Вот краткое изложение того, что мы выяснили в отношении типов шифрования:

Симметричное шифрование	Асимметричное шифрование
Для шифрования и дешифрования данных используется один ключ.	Пара ключей используется для шифрования и дешифрования. Эти ключи известны как открытый ключ и закрытый ключ.
Поскольку используется только один ключ, это более простой метод шифрования.	Благодаря паре ключей это более сложный процесс.
Симметричное шифрование в основном используется для шифрования.	Асимметричное шифрование обеспечивает шифрование, аутентификацию и защиту от авторства.
Он обеспечивает более высокую производительность и требует меньшей вычислительной мощности по сравнению с асимметричным шифрованием.	Это медленнее, чем симметричное шифрование, и требует большей вычислительной мощности из-за своей сложности.
Для шифрования данных используются ключи меньшей длины (например, 128–256 бит).	Обычно асимметричные методы шифрования используют более длинные ключи (например, 1024–4096 бит).
Идеально подходит для приложений, где необходимо зашифровать большой объем данных.	Идеально подходит для приложений, в которых используется небольшой объем данных, обеспечивая аутентификацию.
Стандартные симметричные алгоритмы шифрования включают RC4, AES, DES, 3DES и QUAD.	Стандартные алгоритмы асимметричного шифрования включают RSA, Diffie-Hellman, ECC, El Gamal и DSA.

Метод шифрования

— обзор

3 различных метода шифрования

Не секрет, что мы в DataShield являемся активными сторонниками безопасности данных. Мало того, что утечки данных невероятно дороги, но и законы, касающиеся безопасности данных, необходимо соблюдать, если предприятия хотят избежать крупных штрафов.

И хотя мы, очевидно, выступаем за уничтожение жесткого диска при избавлении от компьютера, это гарантирует безопасность данных только тогда, когда придет время для новых жестких дисков. Так что насчет всего времени между ними?

Введите шифрование данных: настоятельно рекомендуется, чтобы ваши данные не попали в чужие руки все время, пока они находятся на вашем компьютере.

Что такое шифрование данных?

Шифрование — это метод преобразования информации на компьютере, чтобы она стала нечитаемой.Таким образом, даже если кто-то может получить доступ к компьютеру с личными данными на нем, он, скорее всего, не сможет что-либо сделать с данными, если у него нет сложного дорогостоящего программного обеспечения или исходного ключа данных.

Основная функция шифрования по существу переводит обычный текст в зашифрованный текст. Методы шифрования могут помочь гарантировать, что данные не будут прочитаны неправильными людьми, но также могут гарантировать, что данные не будут изменены при передаче, и подтвердить личность отправителя.

3 различных метода шифрования

Согласно Wisegeek, существует три различных метода шифрования, каждый из которых имеет свои преимущества.

1. Хеширование создает уникальную подпись фиксированной длины для сообщения или набора данных. Каждый «хэш» уникален для конкретного сообщения, поэтому незначительные изменения в этом сообщении можно будет легко отследить. После того, как данные зашифрованы с помощью хеширования, их нельзя отменить или расшифровать. Затем хеширование (хотя технически не является методом шифрования как таковым) может доказать, что данные не были подделаны.
2. Симметричные методы шифрования , также известные как криптография с закрытым ключом, заслужили свое название, потому что ключ, используемый для шифрования и дешифрования сообщения, должен оставаться безопасным.Любой, у кого есть доступ к ключу, может расшифровать данные. Используя этот метод, отправитель шифрует данные с помощью одного ключа, отправляет данные (зашифрованный текст), а затем получатель использует ключ для дешифрования данных.
3. Асимметричные методы шифрования , или криптография с открытым ключом, отличается от предыдущего метода тем, что он использует два ключа для шифрования или дешифрования (что дает возможность быть более безопасным). С помощью этого метода для шифрования сообщений используется общедоступный открытый ключ, а для расшифровки сообщений получатель использует другой закрытый ключ.

Любой из этих методов, вероятно, окажется достаточным для надлежащей защиты данных, а быстрый поиск в Google обнаружит множество программ, доступных для шифрования данных. Шифрование данных необходимо (как по юридическим причинам, так и по другим причинам) при передаче такой информации, как PHI, поэтому независимо от того, какой метод вы выберете, убедитесь, что вы делаете все возможное для защиты данных.

Не останавливайтесь на шифровании

Но не останавливайтесь только на методах шифрования.DataShield предлагает консультации по вопросам соответствия, чтобы гарантировать соответствие всех данных и политик вашего бизнеса местным и федеральным законам.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о том, как DataShield может помочь вашим данным оставаться в безопасности на протяжении всего жизненного цикла, от зачатия до уничтожения, когда ваш компьютер окончательно выбрасывается.

Что такое шифрование и как оно работает?

Шифрование — это метод преобразования информации в секретный код, скрывающий истинное значение информации.Наука о шифровании и дешифровании информации называется криптография .

В вычислениях незашифрованные данные также известны как открытый текст , а зашифрованные данные называются зашифрованным текстом . Формулы, используемые для кодирования и декодирования сообщений, называются алгоритмами шифрования , или шифрами .

Чтобы быть эффективным, шифр включает переменную как часть алгоритма. Переменная, которая называется ключом , делает вывод шифра уникальным.Когда зашифрованное сообщение перехватывается неавторизованным объектом, злоумышленник должен угадать, какой шифр отправитель использовал для шифрования сообщения, а также какие ключи использовались в качестве переменных. Время и сложность угадывания этой информации делают шифрование таким ценным инструментом безопасности.

Шифрование — давний способ защиты конфиденциальной информации. Исторически он использовался вооруженными силами и правительствами. В наше время шифрование используется для защиты данных, хранящихся на компьютерах и устройствах хранения, а также данных, передаваемых по сетям.

Важность шифрования

Шифрование играет важную роль в защите многих различных типов информационных технологий (ИТ). Он обеспечивает:

• Конфиденциальность кодирует содержимое сообщения.
• Аутентификация проверяет источник сообщения.
• Целостность доказывает, что содержимое сообщения не изменялось с момента его отправки.
• Отсутствие отказа не позволяет отправителям отрицать отправку зашифрованного сообщения.

Как это используется?

Шифрование

обычно используется для защиты данных при передаче и данных в состоянии покоя. Каждый раз, когда кто-то использует банкомат или покупает что-то в Интернете с помощью смартфона, для защиты передаваемой информации используется шифрование. Компании все чаще полагаются на шифрование для защиты приложений и конфиденциальной информации от репутационного ущерба в случае утечки данных.

Любая система шифрования состоит из трех основных компонентов: данных, механизма шифрования и управления ключами.В шифровании портативного компьютера все три компонента работают или хранятся в одном месте: на портативном компьютере.

Однако в архитектурах приложений три компонента обычно выполняются или хранятся в разных местах, чтобы снизить вероятность того, что компрометация любого отдельного компонента может привести к компрометации всей системы.

Как работает шифрование?

В начале процесса шифрования отправитель должен решить, какой шифр лучше всего замаскирует смысл сообщения и какую переменную использовать в качестве ключа, чтобы сделать закодированное сообщение уникальным. Наиболее широко используемые типы шифров делятся на две категории: симметричные и асимметричные.

Симметричные шифры, также называемые шифрованием с секретным ключом , используют один ключ. Ключ иногда называют общим секретом , потому что отправитель или вычислительная система, выполняющая шифрование, должна совместно использовать секретный ключ со всеми объектами, уполномоченными дешифровать сообщение. Шифрование с симметричным ключом обычно намного быстрее, чем асимметричное шифрование.Наиболее широко используемым шифром с симметричным ключом является Advanced Encryption Standard (AES), который был разработан для защиты секретной информации правительства.

Асимметричные шифры, также известные как шифрование с открытым ключом , используют два разных, но логически связанных ключа. В этом типе криптографии часто используются простые числа для создания ключей, поскольку сложно вычислить множители больших простых чисел и реконструировать шифрование. Алгоритм шифрования Ривест-Шамир-Адлеман (RSA) в настоящее время является наиболее широко используемым алгоритмом с открытым ключом.С RSA для шифрования сообщения можно использовать открытый или закрытый ключ; какой бы ключ не использовался для шифрования, становится ключом дешифрования.

Сегодня многие криптографические процессы используют симметричный алгоритм для шифрования данных и асимметричный алгоритм для безопасного обмена секретным ключом.

Как алгоритмы и ключи используются, чтобы сделать текстовое сообщение неразборчивым

Преимущества шифрования

Основная цель шифрования — защита конфиденциальности цифровых данных, хранящихся в компьютерных системах или передаваемых через Интернет или любую другую компьютерную сеть.

Помимо безопасности, внедрение шифрования часто обусловлено необходимостью соблюдения нормативных требований. Ряд организаций и органов по стандартизации либо рекомендуют, либо требуют шифрования конфиденциальных данных, чтобы предотвратить доступ к данным неавторизованных третьих лиц или злоумышленников. Например, стандарт безопасности данных индустрии платежных карт (PCI DSS) требует от продавцов шифрования данных платежных карт клиентов, когда они хранятся и передаются по общедоступным сетям.

Недостатки шифрования

Хотя шифрование предназначено для предотвращения доступа неавторизованных объектов к полученным данным, в некоторых ситуациях шифрование может также препятствовать доступу владельца данных к данным.

Управление ключами — одна из самых больших проблем при построении корпоративной стратегии шифрования, потому что ключи для расшифровки зашифрованного текста должны находиться где-то в среде, и злоумышленники часто имеют довольно хорошее представление о том, где искать.

Существует множество передовых методов управления ключами шифрования. Просто управление ключами добавляет дополнительные уровни сложности к процессу резервного копирования и восстановления. Если произойдет серьезная авария, процесс получения ключей и их добавления на новый сервер резервного копирования может увеличить время, необходимое для начала операции восстановления.

Наличие системы управления ключами недостаточно. Администраторы должны разработать комплексный план защиты системы управления ключами.Обычно это означает резервное копирование отдельно от всего остального и хранение этих резервных копий таким образом, чтобы облегчить извлечение ключей в случае крупномасштабной аварии.

Управление ключами шифрования и упаковка

Шифрование

— это эффективный способ защиты данных, но с криптографическими ключами необходимо тщательно обращаться, чтобы гарантировать, что данные остаются защищенными и доступными при необходимости. Доступ к ключам шифрования следует контролировать и ограничивать только тех лиц, которым они абсолютно необходимы.

Стратегии управления ключами шифрования на протяжении всего их жизненного цикла и защиты их от кражи, потери или неправомерного использования должны начинаться с аудита, чтобы установить эталон того, как организация настраивает, контролирует, отслеживает и управляет доступом к своим ключам.

Программное обеспечение

для управления ключами может помочь централизовать управление ключами, а также защитить ключи от несанкционированного доступа, подмены или модификации.

Обертывание ключей — это тип функции безопасности, присутствующей в некоторых пакетах программного обеспечения для управления ключами, которая по существу шифрует ключи шифрования организации, индивидуально или в большом количестве.Процесс расшифровки ключей, которые были обернуты, называется распаковкой . Действия по упаковке и распаковке ключей обычно выполняются с симметричным шифрованием.

Типы шифрования

• Принесите собственное шифрование (BYOE) — это модель безопасности облачных вычислений, которая позволяет клиентам облачных услуг использовать собственное программное обеспечение для шифрования и управлять своими собственными ключами шифрования. BYOE может также обозначаться как принеси свой собственный ключ (BYOK).BYOE работает, позволяя клиентам развертывать виртуализированный экземпляр своего собственного программного обеспечения для шифрования вместе с бизнес-приложением, которое они размещают в облаке.
• Шифрование облачного хранилища — это услуга, предлагаемая поставщиками облачного хранилища, при которой данные или текст преобразуются с использованием алгоритмов шифрования и затем помещаются в облачное хранилище. Облачное шифрование практически идентично внутреннему шифрованию с одним важным отличием: клиенту облачного сервиса необходимо время, чтобы узнать о политиках и процедурах провайдера для шифрования и управления ключами шифрования, чтобы обеспечить соответствие шифрования уровню конфиденциальности хранимых данных. .
• Шифрование на уровне столбца — это подход к шифрованию базы данных, при котором информация в каждой ячейке определенного столбца имеет одинаковый пароль для доступа, чтения и записи.
• Отказанное шифрование — это тип криптографии, который позволяет дешифровать зашифрованный текст двумя или более способами, в зависимости от того, какой ключ дешифрования используется. Отрицательное шифрование иногда используется для дезинформации, когда отправитель ожидает или даже поощряет перехват сообщения.
• Шифрование как услуга (EaaS) — это модель подписки, которая позволяет клиентам облачных служб воспользоваться преимуществами безопасности, которые предлагает шифрование. Такой подход предоставляет клиентам, которым не хватает ресурсов для самостоятельного управления шифрованием, возможность решить проблемы, связанные с соблюдением нормативных требований, и защитить данные в многопользовательской среде. Предложения по облачному шифрованию обычно включают шифрование всего диска (FDE), шифрование базы данных или шифрование файлов.
• Сквозное шифрование (E2EE) гарантирует, что данные, передаваемые между двумя сторонами, не могут быть просмотрены злоумышленником, который перехватывает канал связи.Использование зашифрованного канала связи, обеспечиваемого протоколом TLS, между веб-клиентом и программным обеспечением веб-сервера, не всегда достаточно для обеспечения E2EE; как правило, фактическое передаваемое содержимое шифруется клиентским программным обеспечением перед передачей веб-клиенту и дешифруется только получателем. Приложения для обмена сообщениями, обеспечивающие E2EE, включают WhatsApp от Facebook и Signal от Open Whisper Systems. Пользователи Facebook Messenger также могут получать сообщения E2EE с опцией «Секретные беседы».
• Шифрование на уровне поля — это способность шифровать данные в определенных полях на веб-странице. Примерами полей, которые могут быть зашифрованы, являются номера кредитных карт, номера социального страхования, номера банковских счетов, информация о здоровье, заработная плата и финансовые данные. После выбора поля все данные в этом поле будут автоматически зашифрованы.
• FDE — это шифрование на аппаратном уровне. FDE работает путем автоматического преобразования данных на жестком диске в форму, недоступную для понимания никому, у кого нет ключа для отмены преобразования.Без надлежащего ключа аутентификации, даже если жесткий диск будет удален и помещен на другой компьютер, данные останутся недоступными. FDE можно установить на вычислительное устройство во время производства или добавить позже, установив специальный программный драйвер.
• Гомоморфное шифрование — это преобразование данных в зашифрованный текст, который можно анализировать и обрабатывать так, как если бы он был все еще в исходной форме. Такой подход к шифрованию позволяет выполнять сложные математические операции с зашифрованными данными без ущерба для шифрования.
• HTTPS обеспечивает шифрование веб-сайтов путем запуска HTTP по протоколу TLS. Чтобы веб-сервер мог шифровать весь отправляемый им контент, необходимо установить сертификат открытого ключа.
• Шифрование на уровне канала шифрует данные, когда они покидают хост, расшифровывает их на следующей ссылке, которая может быть хостом или точкой ретрансляции, а затем повторно шифрует их перед отправкой на следующую ссылку. Каждая ссылка может использовать другой ключ или даже другой алгоритм для шифрования данных, и процесс повторяется до тех пор, пока данные не достигнут получателя.
• Шифрование на сетевом уровне применяет криптослужбы на уровне сетевой передачи — выше уровня канала данных, но ниже уровня приложения. Сетевое шифрование реализуется с помощью IPsec, набора открытых стандартов Internet Engineering Task Force (IETF), которые при совместном использовании создают основу для частной связи по IP-сетям.
• Квантовая криптография зависит от квантово-механических свойств частиц для защиты данных.В частности, принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что два идентифицирующих свойства частицы — ее местоположение и ее импульс — нельзя измерить без изменения значений этих свойств. В результате квантово-закодированные данные невозможно скопировать, потому что любая попытка доступа к закодированным данным изменит данные. Точно так же любая попытка скопировать данные или получить к ним доступ приведет к изменению данных, тем самым уведомив уполномоченные стороны шифрования о том, что произошла атака.

Криптографические хэш-функции

Хеш-функции обеспечивают еще один тип шифрования.Хеширование — это преобразование строки символов в значение или ключ фиксированной длины, представляющий исходную строку. Когда данные защищены криптографической хеш-функцией, даже малейшее изменение сообщения может быть обнаружено, потому что оно сильно изменит результирующий хэш.

Хеш-функции считаются типом одностороннего шифрования, потому что ключи не используются совместно, а информация, необходимая для обратного шифрования, отсутствует в выходных данных. Чтобы быть эффективной, хеш-функция должна быть эффективной с вычислительной точки зрения (легко вычисляемой), детерминированной (надежно дает тот же результат), устойчивой к прообразам (вывод ничего не раскрывает о вводе) и устойчивой к коллизиям (крайне маловероятно, что два экземпляра произведут тот же результат).

Популярные алгоритмы хеширования включают алгоритм безопасного хеширования (SHA-2 и SHA-3) и алгоритм дайджеста сообщения 5 (MD5).

Шифрование и дешифрование

Шифрование, которое кодирует и маскирует содержимое сообщения, выполняется отправителем сообщения. Расшифровка, которая представляет собой процесс декодирования скрытого сообщения, выполняется получателем сообщения.

Безопасность, обеспечиваемая шифрованием, напрямую связана с типом шифра, используемым для шифрования данных — силой ключей дешифрования, необходимых для возврата зашифрованного текста в открытый текст.В США криптографические алгоритмы, одобренные Федеральными стандартами обработки информации (FIPS) или Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), должны использоваться всякий раз, когда требуются криптографические услуги.

Алгоритмы шифрования

• AES — симметричный блочный шифр, выбранный правительством США для защиты секретной информации; он реализован в программном и аппаратном обеспечении по всему миру для шифрования конфиденциальных данных. NIST начал разработку AES в 1997 году, когда объявил о необходимости создания алгоритма-преемника для стандарта шифрования данных (DES), который начинал становиться уязвимым для атак методом грубой силы.
• DES — устаревший метод шифрования данных с симметричным ключом. DES работает с использованием одного и того же ключа для шифрования и дешифрования сообщения, поэтому и отправитель, и получатель должны знать и использовать один и тот же закрытый ключ. DES был заменен более безопасным алгоритмом AES.
• Обмен ключами Диффи-Хеллмана , также называемый экспоненциальным обменом ключами , представляет собой метод цифрового шифрования, который использует числа, возведенные в определенную степень, для создания ключей дешифрования на основе компонентов, которые никогда не передаются напрямую, что делает задачу потенциальный взломщик кода математически подавляющий.
• Криптография на основе эллиптических кривых (ECC) использует алгебраические функции для обеспечения безопасности между парами ключей. Полученные в результате криптографические алгоритмы могут быть более быстрыми и эффективными и могут обеспечивать сопоставимые уровни безопасности с более короткими криптографическими ключами. Это делает алгоритмы ECC хорошим выбором для устройств Интернета вещей (IoT) и других продуктов с ограниченными вычислительными ресурсами.
• Квантовое распределение ключей (QKD) — это предложенный метод для зашифрованного обмена сообщениями, с помощью которого ключи шифрования генерируются с использованием пары запутанных фотонов, которые затем передаются отдельно в сообщение.Квантовая запутанность позволяет отправителю и получателю узнать, был ли ключ шифрования перехвачен или изменен, еще до того, как поступит передача. Это потому, что в квантовой сфере ее изменяет сам акт наблюдения за передаваемой информацией. Как только будет определено, что шифрование является безопасным и не было перехвачено, дается разрешение на передачу зашифрованного сообщения по общедоступному интернет-каналу.
• RSA был впервые публично описан в 1977 году Роном Ривестом, Ади Шамиром и Леонардом Адлеманом из Массачусетского технологического института (MIT), хотя создание в 1973 году алгоритма с открытым ключом британским математиком Клиффордом Коксом было засекречено U.Штаб-квартира правительственной связи К. (GCHQ) до 1997 года. Многие протоколы, такие как Secure Shell (SSH), OpenPGP, Secure / Multipurpose Internet Mail Extensions (S / MIME) и Secure Sockets Layer (SSL) / TLS, полагаются на RSA для функции шифрования и цифровой подписи.

Популярные алгоритмы шифрования и хэш-функции

Как взломать шифрование

Для любого шифра самый простой метод атаки — это грубая сила — пробовать каждый ключ, пока не будет найден правильный.Длина ключа определяет количество возможных ключей, следовательно, осуществимость этого типа атаки. Сила шифрования напрямую связана с размером ключа, но по мере увеличения размера ключа увеличиваются и ресурсы, необходимые для выполнения вычислений.

Альтернативные методы взлома шифрования включают атаки по побочным каналам, которые атакуют не сам шифр, а физические побочные эффекты его реализации. Ошибка в конструкции или исполнении системы может сделать такие атаки успешными.

Злоумышленники также могут попытаться взломать целевой шифр с помощью криптоанализа, процесса попытки найти слабое место в шифре, которое может быть использовано со сложностью, меньшей, чем атака грубой силы. Задача успешной атаки на шифр проще, если сам шифр уже имеет изъяны. Например, были подозрения, что вмешательство Агентства национальной безопасности (АНБ) ослабило алгоритм DES. После разоблачений бывшего аналитика и подрядчика АНБ Эдварда Сноудена многие считают, что АНБ пыталось подорвать другие стандарты криптографии и ослабить шифровальные продукты.

Бэкдоры шифрования

Бэкдор шифрования — это способ обойти аутентификацию или шифрование системы. Правительства и сотрудники правоохранительных органов по всему миру, особенно в разведывательном альянсе Five Eyes (FVEY), продолжают настаивать на использовании бэкдоров для шифрования, которые, по их утверждению, необходимы в интересах национальной безопасности, поскольку преступники и террористы все чаще общаются через зашифрованные онлайн-сервисы .

Согласно правительствам FVEY, увеличивающийся разрыв между способностью правоохранительных органов получать доступ к данным на законных основаниях и их способностью получать и использовать содержание этих данных является «насущной международной проблемой», которая требует «срочного, постоянного внимания и информированного обсуждения.«

Противники бэкдоров шифрования неоднократно заявляли, что санкционированные правительством слабые места в системах шифрования ставят под угрозу конфиденциальность и безопасность каждого, поскольку одни и те же бэкдоры могут быть использованы хакерами.

Недавно правоохранительные органы, такие как Федеральное бюро расследований (ФБР), подвергли критике технологические компании, предлагающие E2EE, утверждая, что такое шифрование препятствует доступу правоохранительных органов к данным и сообщениям даже при наличии ордера.ФБР назвало эту проблему «потемнением», в то время как Министерство юстиции США (DOJ) заявило о необходимости «ответственного шифрования», которое технологические компании могут разблокировать по решению суда.

Австралия приняла закон, обязывающий посетителей предоставлять пароли для всех цифровых устройств при пересечении границы с Австралией. Штраф за несоблюдение — пять лет тюрьмы.

Угрозы для Интернета вещей, мобильных устройств

К 2019 году угрозы кибербезопасности все чаще включали шифрование данных в IoT и на мобильных вычислительных устройствах.Хотя устройства в IoT сами по себе часто не являются целями, они служат привлекательными каналами для распространения вредоносных программ. По оценкам экспертов, количество атак на IoT-устройства с использованием модификаций вредоносных программ в первой половине 2018 года утроилось по сравнению со всем 2017 годом.

Между тем, NIST поощряет создание криптографических алгоритмов, подходящих для использования в ограниченных средах, включая мобильные устройства. В первом раунде судейства в апреле 2019 года NIST выбрал 56 кандидатов на упрощение криптографических алгоритмов для рассмотрения на предмет стандартизации.Дальнейшее обсуждение криптографических стандартов для мобильных устройств планируется провести в ноябре 2019 года.

В феврале 2018 года исследователи из Массачусетского технологического института представили новый чип, предназначенный для шифрования с открытым ключом, который потребляет лишь 1/400 энергии, чем программное обеспечение для выполнения тех же протоколов. Он также использует примерно 1/10 объема памяти и выполняется в 500 раз быстрее.

Поскольку протоколы шифрования с открытым ключом в компьютерных сетях выполняются программным обеспечением, они требуют драгоценной энергии и места в памяти.Это проблема Интернета вещей, где к онлайн-серверам подключается множество различных датчиков, встроенных в такие продукты, как устройства и транспортные средства. Твердотельная схема значительно снижает потребление энергии и памяти.

История шифрования

Слово шифрование происходит от греческого слова kryptos , что означает скрытый или секретный. Использование шифрования почти так же старо, как само искусство общения. Еще в 1900 г. до н.э. египетский писец использовал нестандартные иероглифы, чтобы скрыть значение надписи.В то время, когда большинство людей не умели читать, простого написания сообщения было достаточно часто, но вскоре были разработаны схемы шифрования, позволяющие преобразовывать сообщения в нечитаемые группы цифр для защиты секретности сообщения при его переносе из одного места в другое. Содержание сообщения было переупорядочено (транспонирование) или заменено (подстановка) другими символами, символами, числами или изображениями, чтобы скрыть его смысл.

В 700 г. до н. Э. Спартанцы писали секретные послания на кожаных полосках, обернутых вокруг палок.Когда ленту разматывали, символы становились бессмысленными, но с палкой точно такого же диаметра получатель мог воссоздать (расшифровать) сообщение. Позже римляне использовали так называемый шифр сдвига Цезаря, моноалфавитный шифр, в котором каждая буква сдвигается на согласованное число. Так, например, если согласованное число — три, то сообщение «Будьте у ворот в шесть» будет выглядеть как «eh dw wkh jdwhv dw vla». На первый взгляд это может показаться трудным для расшифровки, но сопоставление начала алфавита до тех пор, пока буквы не станут понятными, не займет много времени.Кроме того, гласные и другие часто используемые буквы, такие как t и s, могут быть быстро выведены с помощью частотного анализа, и эта информация, в свою очередь, может использоваться для расшифровки остальной части сообщения.

В средние века возникла полиалфавитная подстановка, в которой используются несколько алфавитов подстановки, чтобы ограничить использование частотного анализа для взлома шифра. Этот метод шифрования сообщений оставался популярным, несмотря на то, что многие реализации не смогли адекватно скрыть изменения подстановки — также известный как последовательность ключей .Возможно, самая известная реализация полиалфавитного шифра замещения — это электромеханическая шифровальная машина с ротором Enigma, которую немцы использовали во время Второй мировой войны.

Только в середине 1970-х шифрование сделало большой скачок вперед. До этого момента все схемы шифрования использовали один и тот же секрет для шифрования и дешифрования сообщения: симметричный ключ.

Шифрование

почти исключительно использовалось только правительствами и крупными предприятиями до конца 1970-х годов, когда были впервые опубликованы алгоритмы обмена ключами Диффи-Хеллмана и RSA и появились первые ПК.

В 1976 году в статье Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана «Новые направления в криптографии» была решена одна из фундаментальных проблем криптографии: как безопасно передать ключ шифрования тем, кто в нем нуждается. Вскоре за этим прорывом последовал RSA — реализация криптографии с открытым ключом с использованием асимметричных алгоритмов, которая открыла новую эру шифрования. К середине 1990-х годов шифрование как с открытым, так и с закрытым ключом обычно применялось в веб-браузерах и на серверах для защиты конфиденциальных данных.

шифрование | Доказательство США

Тройное шифрование DES

Triple DES был разработан для замены исходного алгоритма стандарта шифрования данных (DES), который хакеры научились с легкостью преодолевать. В свое время Triple DES был рекомендованным стандартом и наиболее широко используемым симметричным алгоритмом в отрасли.

Triple DES использует три отдельных ключа по 56 бит каждый. Общая длина ключа составляет 168 бит, но эксперты говорят, что 112-битная сила ключа больше подходит.

Несмотря на то, что Triple DES постепенно выводится из употребления, он по-прежнему является надежным решением для аппаратного шифрования для финансовых услуг и других отраслей.

Шифрование RSA

RSA — это алгоритм шифрования с открытым ключом и стандарт для шифрования данных, отправляемых через Интернет. Это также один из методов, используемых в программах PGP и GPG.

В отличие от Triple DES, RSA считается алгоритмом асимметричного шифрования, поскольку он использует пару ключей.Открытый ключ используется для шифрования сообщения, а закрытый ключ — для его расшифровки. Чтобы взломать этот код шифрования, злоумышленникам требуется довольно много времени и вычислительной мощности.

Расширенные стандарты шифрования (AES)

Advanced Encryption Standard (AES) — это алгоритм, которому правительство США и многие другие организации доверяют как стандарт.

Хотя шифрование AES чрезвычайно эффективно в 128-битной форме, оно также использует ключи 192 и 256 бит для надежного шифрования.

AES считается устойчивым ко всем атакам, за исключением атак грубой силы, которые пытаются расшифровать сообщения с использованием всех возможных комбинаций в 128-, 192- или 256-битном шифровании. Тем не менее, эксперты по безопасности считают, что AES в конечном итоге станет стандартом для шифрования данных в частном секторе.

Алгоритм шифрования Twofish

Алгоритм шифрования Blowfish

Алгоритм шифрования IDEA

Алгоритм шифрования MD5

Алгоритм шифрования HMAC

.