Как работает шифрование данных
Перейти к содержимому

Как работает шифрование данных

  • автор:

ШИФРОВАНИЕ ДАННЫХ: 7 главных вещей, которые должен знать каждый

ШИФРОВАНИЕ ДАННЫХ: 7 главных вещей, которые должен знать каждый

Шифрование данных – процесс давно известный и достаточно понятный. Две стороны используют специальные ключи шифрования и дешифрования. Даже если в процессе передачи информации от отправителя к получателю данные будут перехвачены злоумышленником, прочесть их без ключей шифрования невозможно. Таким образом, перехват зашифрованной информации становится бессмысленным. Как вы понимаете, несмотря на то, что шифрование данных, как идея, — это просто, реальное претворение замысла в жизнь сопряжено со значительными трудностями. У шифрования, как у медали, есть две стороны. Постоянно использовать суперсложное шифрование данных, которое невозможно взломать, нецелесообразно, потому что это создает большие сложности получателю. В случае, если шифрование данных проводится с использованием слишком простых ключей шифрования, тоже не очень хорошо: усилий много, толку – мизер, тогда уж проще обойтись вообще без шифрования. Все понимают, что любая хорошая система должна быть сбалансирована. Шифрование данных – не исключение: информация и данные должны отправляться быстро, но, при этом, данные должны оставаться в безопасности. В настоящее время, виртуальная частная сеть – VPN, применяющая шифрование данных, является хорошим примером быстрого и безопасного интернет соединения. VPN в основном занимается выявлении слабых мест в системе безопасности интернет пользователя и маскировке IP адреса для большого количества людей. Премиум-провайдеры VPN, такие как Le VPN, уделяют максимум своего внимания комплексному обеспечению безопасности пользователей, а не только тому, чтобы соединение не было взломано. К счастью, высококлассные профессионалы, которые используют шифрование данных для защиты вашей информации, обычно имеют так много возможностей, что любому злоумышленнику будет намного проще отказаться от своей затеи, чем следовать ей.

Шифрование данных не является изобретением нынешнего времени, оно на самом деле старше, чем письменность, но с появлением компьютеров коды становятся все сложнее и сложнее. Очевидно, что процессоры, используемые для взлома этих кодов, также стали мощнее. Но, как утверждают профессионалы, слабым местом шифрования редко является сам код, чаще всего это — люди на обоих концах соединения. Если человек, владеющий ключом, является злоумышленником, планирующим украсть информацию, то в мире не найдется кода, который бы смог противостоять именно этой атаке.

Что такое шифрование данных?

Если сказать просто, то шифрование данных — это видоизменение информации для того, чтобы она стала нераспознаваемой для посторонних. Обычно, шифрование данных происходит с помощью какого-либо метода шифрования или ключа (пароля) шифрования/дешифрования, который известен только двум сторонам: отправителю и получателю. Цифровое шифрование данных сложнее, чем шифрование рукописное, но оно основано на тех же принципах.

Различают два типа шифрования, каждый из которых использует различные методы шифрования и дешифрования информации. Наиболее распространенным типом является симметричное шифрование данных, которое предполагает, что отправитель и предполагаемый получатель используют один и тот же ключ для шифрования и дешифрования сообщения. Другой, более сложный тип шифрования данных называется асимметричным, в этом случае отправитель и получатель используют разные ключи для шифрования и расшифровки сообщения.

Шифрование данных преобразует передаваемую информацию в кучу безсвязных символов, которые невозможны для чтения и понимания случайному, постороннему человеку. Только человек, имеющий ключ дешифрования сможет распознать эту информацию. Поскольку большинство данных, включая носители, отображаются в виде текста, они могут быть зашифрованы таким же образом. Шифрование данных обеспечивает конфиденциальность любых типов данных.

Наконец, необходимо понять одну вещь — шифрование данных достаточно сложная интеллектуальная задача. В фильмах нам часто показывают пронырливых секретных агентов, читающих закодированные сообщения с бокалом мартини в одной руке и пистолетом в другой. На самом деле люди, которые выполняют шифрование данных, редко бывают меткими стрелками, но довольно часто они являются талантливыми математиками, способными придумывать коды, алгоритмы и ключи шифрования для того, чтобы обеспечить каждому пользователю надежное шифрование, способное противостоять любой атаке. Обыкновенный пользователь получает уже готовый продукт в виде специальных приложений.

Шифрование данных – этапы развития

Во все времена владение нужной информацией давало большую силу и значительные преимущества. Побеждает тот, кто знает больше, чем его враг. До создания письменности люди зашифровывали информацию жестами и звуками. Военноначальники использовали сложные рупорные сигналы для того, чтобы противник не понял, что против них собираются предпринять. Со стороны противника были специальные люди, пытающиеся распознать эти сигналы и понять, что происходит, пока не стало слишком поздно.

Одним из первоначальных методов зашифрования периода античности является код перестановки. Большинство людей знакомы с этим типом кодирования, при котором шифрование данных просходит с помощью перестановки букв алфавита. Это очень простое симметричное шифрование, но функциональное.

С течением времени шифрование и криптоанализ становятся все более распространенными, процесс шифрования — намного сложнее. В какой-то момент эффективность использования букв алфавита для шифрования сообщений была исчерпана, и люди обратились к математике. Простое исчисление превратилось в продвинутую математику, затем в иррациональную математику, и теперь оно достигло точки, в которой в этих вычислениях опять преобладают буквы, но эти буквы представляют другие, не менее сложные вычисления.

Для чего нужно шифрование данных сегодня?

Чтобы понять, для чего всем нам нужно шифрование данных в настоящее время, нужно разобраться, кто может охотиться за вашими личными данными. Это могут быть представители власти, желающие знать как можно больше о своих гражданах в целях государственной безопасности, могут быть менеджеры корпораций, мечтающими завладеть секретами конкурентов, а может быть одаренный хакер из какого-нибудь провинциального города, крадущий информацию о кредитных картах только для того, чтобы доказать, что он может это сделать.

Информацию государственной важности защищают специальные службы с высоквалифицированным персоналом, а кто или что защищает вашу личную информацию? Некоторые люди считают, что им не нужны антивирус и VPN-соединение, поскольку они не владеют важной секретной информацией. Это большое заблуждение, ваши личные данные являются очень важной информацией. Если ваши личные данные попадут в руки злоумышленника, это создаст для вас очень много неприятностей. Даже если вы не держите много денег на вашем банковском счету, у вас может быть хорошая кредитная история. Опасность состоит в том, что завладев вашими банковскими реквизитами, злоумышленник может взять в банке на ваше имя кредит, который вам придется выплачивать или ходить по судам, доказывая что вы не при чем.

Возможно, никто не будет целенаправленно охотиться именно за вашими личными данными, но если они легко доступны, то есть большая вероятность того, что вы будете атакованы раньше, чем кто-то другой, кто выходит в Интернет анонимно и через зашифрованный VPN туннель.

шифрование данных

Шифрование данных: 7 главных вещей, которые нужно знать всем

Эти вещи не предназначены для того, чтобы научить вас самостоятельно кодировать и шифровать вашу информацию и данные, но эти знания помогут вам защитить себя. В Интернете вы можете найти утверждения о том, что существует идеальное шифрование и что оно обладает почти магическими свойствами. Это – миф.

Как и в других аспектах жизни: если что-то звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, то, скорее всего, это — неправда. Если кто-то гарантирует вам «абсолютную безопасность», вам стоит спросить его, как он будет бороться с кем-то, кто умнее и финансово обеспеченнее, чем он.

Хорошим примером защиты частных данных является Le VPN, сервис является профессиональным провайдером виртуальной частной сети и использует самые передовые из доступных методов шифрования. Сервис обеспечивает вашу защиту не просто кодом, а протоколом безопасности. Если ничего не помогает, вы будете отключены от сервера. Le VPN не привык рисковать безопасностью клиентов и использет комплекс мер, включая шифрование данных, для вашей защиты.

1. Не существует кода, который невозможно расшифровать

Коды создаются людьми, и даже если это – машинный код, не забывайте, что эти машины сделаны опять же людьми. Хотя шифрование данных может быть чрезвычайно сложным и потребовать огромного количества времени и вычислительной мощности для того, чтобы его взломать, теоретически любой код, в конечном итоге, может быть разгадан. Вот почему шифрование обновляется так часто, ведь те, кто умеет взламывать эти коды, всегда следуют за теми, кто их создает.

Если кто-то вас будет заверять в том, что его код невозможно взломать, вам следует спросить его, откуда такая уверенность? Пароход «Титаник», в конструкции которого было заложено множество уровней безопасности, тоже считался непотопляемым до тех пор, как не утонул, столкнувшись с айсбергом. Очевидно, что чем больше кодов и чем больше они модулированы, тем сложнее будет сломать шифрование, но, как и непотопляемый «Титаник», всегда есть вероятность, что шифрование будет нарушено в какой то уязвимой точке, и вы должны быть готовы к этому.

2. Проще обмануть человека, чем взламывать шифрование данных

Большинство хакеров даже и не думают тратить время на взлом системы шифрования. Злоумышленнику гораздо проще позвонить по телефону и сделать вид, что он является торговым представителем, проводящим опрос, или банковским служащим, проверяющим подтверждение вашего платежа, чем пытаться нарушить какое-либо 128-битное шифрование или пытаться взломать VPN-туннель.

Таким образом, создается ситуация, когда шифрование данных фактически не взломано, но ключ попадает к злоумышленнику, и это означает, что все данные с одинаковым шифрованием скомпрометированы. Если таким образом обманут один человек, это, конечно, очень досадно, но когда дело касается банков или государственных учреждений, это становится катастрофой для всех, кто ведет дела с этими организациями.

3. Часто вы сами делаете себя заманчивой целью для хакера

Большинство хакерских атак являются целенаправленными. В этом случае, хакер уже осведомлен о том, что вы являетесь желанной целью. К сожалению, зачастую злоумышленнику даже не нужно прикладывать каких-либо усилий, чтобы узнать что-то о вас. Раскрывая свою личность и выкладывая важную личную информацию о своем благосостоянии, стиле жизни и проч. в социальных сетях, вы как бы провоцируете хакера на взлом вашего устройства. Согласитесь, что даже если вы используете слабое шифрование данных, вы можете находиться в относительной безопасности до тех пор, пока никто специально не заинтересуется вашей личностью. Однако, если серьезные правительственные структуры действительно заинтересуются вами, то в их распоряжении всегда найдется достаточно ресурсов и вычислительных мощностей для перехвата ваших данных и ключей шифрования.

4. Оставайтесь инкогнито

В дополнение к предыдущему пункту: в той же степени, в которой опасно рекламировать себя в качестве заманчивой цели, настолько же выгодно скрывать свою личность в Интернете как можно больше. Маскировка вашего IP-адреса через VPN не только защитит ваше соединение с помощью зашифрованного туннеля и нескольких протоколов безопасности, но также растворит ваши данные в море других.

Вряд ли хакер захочет потратить массу времени, ресурсов, вычислительной мощности и, возможно, даже взломать шифрование данных, просто для того, чтобы получить информацию о человеке, о котором нет данных в Интернете и который использует свое устройство для выхода в Интернет, чтобы смотреть, например, забавные видео с кошками. Наверное, большинство хакеров не имеют ничего против кошек, но, согласитесь, существуют и более дешевые способы получить эти видео.

5. Чем больше мер безопасности, тем лучше

Пользователи, которые переходят на премиальные меры безопасности, часто задают вопрос, зачем нужно использовать столько мер безопасности, и означает ли это, что каждая из них по отдельности является слабой. На самом деле такую меру безопасности, как VPN-туннель, практически невозможно нарушить, но профессионалы знают, что безопасность не бывает чрезмерной.

Даже шифрование данных, выполненное в соответствии с общепризнанным стандартом шифрования данных DES, использует многократное повторение алгоритма шифрования, которое затем должно быть затем дешифровано определенным образом, чтобы стать читаемым. Более строгие стандарты, такие как Advanced Encryption Standard (AES), используют 128, 192 или 256-битное шифрование, и, хотя в настоящее время они практически не взламываются, большинство компаний и правительств, которые их используют, дополнительно шифруют наиболее конфиденциальную информацию. Le VPN использует код AES-256 в качестве своего основного способа VPN шифрования. Сервис Le VPN регулярно отслеживает ситуацию, чтобы моментально отреагировать на возникшую угрозу или кризисную ситуацию и переключить пользователя на другой, более безопасный VPN сервер.

6. Не оставляйте «крошек»

Как упоминалось ранее, обычно, шифрование данных не нарушается грубой силой, атака происходит вследствие выявления незащищенных мест вокруг ключей шифрования и других уязвимостей, когда люди работают с системой или пользователи не предпринимают достаточных усилий для обеспечения собственной безопасности.

Сбор «крошек», оставленных файлами cookie, комментариями и другими вашими действиями в сети, является лучшим способом получения данных для криптоанализа без необходимости проведения непосредственной атаки на серверы или устройства. Этих «крошек» информации бывает вполне достаточно для взлома кода опытным хакером.

7. Если вы не платите за услугу, вы продукт

Наверное, вы уже не раз слышали это крылатое выражение. Оно имеет прямое отношение к тем интернет пользователям, которые ищут бесплатный способ персональной защиты. Ошибочно думать, что можно бесплатно получить конфиденциальность, анонимность и шифрование данных ничем не пожертвовав взамен. Часто для привлечения клиентов используются термины: АНБ, НАСА, ЦРУ или тому подобное. Не стоит вестить на громкие названия.

Все протоколы шифрования, которые использует правительство США, являются «открытым исходным кодом», и любой пользователь может посмотреть их примеры в Интернете. Именно этот способ использования делает их такими сильными. Кроме того, сервисы, которые предлагают бесплатную услугу, обычно практикуют атаки MITM (Человек посередине), которые будут нацелены на вас.

В целях обеспечения личной безопасности используйте только авторитетный VPN сервис, который имеет много положительных отзывов пользователей. Такие авторитетные компании, как Le VPN, существуют на рынке VPN услуг уже достаточно давно и признаны интернет сообществом. Открытость — хорошее свидетельство надежности компании. Злоумышленники и сервисы-мошенники обычно скрывают свои данные от вас тщательнее, чем от хакеров и похитителей данных.

Не бойтесь выходить в интернет

Любые разговоры на тему личной безопасности в Интернете, обычно заставляют тревожиться и даже огорчаться. Столько рисков и опасностей! Как жить?

Давайте помнить о том, что эксперты по интернет-безопасности проводят дни, месяцы и годы, занимаясь атаками и взломами и противодействуя злоумышленникам, пытающимися раскрыть зашифрованные данные. Рассказывая неприятную правду, профессионалы выполняют свой долг, своевременно предупреждая интернет пользователей о потенциальных угрозах, ведь – «кто предупрежден, тот вооружен». Однако, никто из экспертов по кибербезопасности не призывает перестать выходить в Интернет. Пользуйтесь всеми возможностями сети для своего блага и удовольствия, просто не забывайте об осторожности.

Что вы должны сделать обязательно — это регулярно уделять немного времени вопросам безопасности ваших данных и проверять, что ваша VPN работает, ваша операционная система обновлена, а также включены все протоколы безопасности. Небольшие расходы на использование премиум-сервиса VPN и немного времени на его настройку сделают ваше время в Интернете максимально безопасным и комфортным.

Вывод

Шифрование данных не является новой идеей, но, в отличие от прежних времен, когда шифрование данных было необходимо только королям и генералам армии, шифрование данных сейчас является очень важным для всех членов общества, включая детей и стариков. Мы все производим, выкладываем в Интернет очень много частной информации каждый день, и нам нужно обеспечить ее безопасность.

Не нужно бояться использовать какую-либо службу в Интернете, просто необходимо предпринять некоторые действия для собственной защиты. Использование Le VPN для маскировки вашего IP-адреса и подключения ваших устройств к Интернету через зашифрованный VPN туннель, является одним из лучших способов обеспечения индивидуальной защиты от взломов и атак

Помните о том, что вся ваша конфиденциальная информация должна иметь надежное шифрование данных и каждый из нас должен оставаться осторожным в сети, чтобы не предоставлять информацию, которая должна оставаться конфиденциальной. Если вы сочетаете 256-битное шифрование данных со здравым смыслом, ваше пребывание в Интернете будет очень приятным.

Что такое шифрование?

Шифрование – это технология кодирования и раскодирования данных. Зашифрованные данные -это результат применения алгоритма для кодирования данных с целью сделать их недоступными для чтения. Данные могут быть раскодированы в исходную форму только путем применения специальный ключа. Шифрование является важной частью обеспечения безопасности данных, поскольку оно защищает конфиденциальную информацию от угроз, в числе которых использование вредоносного ПО и несанкционированный доступ третьих сторон. Шифрование данных — это универсальное защитное решение: оно может применяться к части данных, например, к паролю, к информации в файле или даже ко всем данным, содержащимся на носителе.

banner

Как шифрование данных защищает пользователей компьютеров

Обычно вы сталкиваетесь с шифрованием данных, когда вас просят ввести личную идентификационную информацию в веб-форму. Сайты финансовых, правительственных, образовательных и торговых организаций обычно шифруют ваши данные, чтобы защитить их от краж и мошенничества. На то, что веб-формы защищены и что ваши данные будут зашифрованы, вам укажет следующее:

— Адрес веб-страницы начинается с «https»: это означает, что ваши данные будут зашифрованы и переданы с использованием защищенного протокола.

— В нижнем левом или нижнем правом углу окна браузера расположен значок в виде замка. Если вы кликните на значок блокировки, вы увидите сведения о безопасности сайта.

Вы ожидаете, что конфиденциальные данные, которые вы вводите на стороннем веб-сайте, должны быть зашифрованы и защищены. Точно так же должны быть защищены и данные на вашем домашнем компьютере. Файлы, пароли, электронные письма и резервные копии данных должны быть зашифрованы для защиты от хакеров и воров. Для шифрования и хранения конфиденциальной информации используйте комплексные защитные решения.

Другие статьи и ссылки, связанные с темой

  • Выбор антивирусного решения
  • Обнаружение вредоносных программ и эксплойтов
  • Удаление вредоносного кода
  • Защита компьютеров и их производительность

Что такое шифрование?

Шифрование – это преобразование данных в вид, недоступный для чтения. Шифрование является важным аспектом защиты данных.

Что такое шифрование данных?

Шифрование данных — это способ перевода данных из открытого текста или незашифрованной версии в зашифрованный текст или зашифрованную версию. Доступ к зашифрованным данным могут получить только пользователи, имеющие ключ шифрования или ключ расшифровки.

Что такое шифрование базы данных?

Базы данных представляют собой централизованные хранилища (локальные или облачные) критически важных бизнес-данных, что делает базы данных основной мишенью для киберпреступников.

Во многих решениях для шифрования баз данных не учитываются инсайдерские угрозы и сложные атаки, в которых злоумышленники выдают себя за привилегированных пользователей. Для сред, требующих более высокого уровня безопасности, аппаратные модули безопасности (HSM) обеспечивают сертифицированную по федеральным стандартам обработки информации (FIPS) защиту ключей базы данных, и при этом ключи хранятся в надежном устройстве.

Когда требуется шифрование данных?

В целях соответствия многие нормативные акты требуют или рекомендуют шифрование данных во время хранения и (или) передачи. Например, Общий регламент по защите персональных данных (GDPR) прямо не требует шифрования данных, но шифрование данных является лучшим способом продемонстрировать руководящим органам, что хранящиеся данные защищены.

И наоборот, Закон об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан (HIPAA) обязывает шифровать защищенную медицинскую информацию (PHI) во время хранения. Подробнее о том, как предотвратить утечку данных в медицинских учреждениях.

Даже если шифрование не требуется, наилучшей практикой с точки зрения безопасности является шифрование всех данных, которые содержат информацию, позволяющую установить личность (PII), или конфиденциальную коммерческую интеллектуальную собственность.

Типы шифрования данных

Существует два основных типа шифрования данных: симметричное шифрование и асимметричное шифрование. Симметричное шифрование защищает данные с помощью одного криптографического ключа. Это ускоряет шифрование (за счет меньшей длины ключа), но и делает его менее безопасным. Асимметричное шифрование требует открытого ключа и закрытого ключа для работы в тандеме для расшифровки данных. Эта схема делает асимметричное шифрование более безопасным. Узнайте больше о различиях между симметричным и асимметричным шифрованием.

Что такое сквозное шифрование данных?

Сквозное шифрование данных — это система связи, в которой только отправитель и предполагаемый получатель могут зашифровать или расшифровать сообщение. Шифрование данных происходит как во время хранения, так и во время передачи. Это не позволяет третьим лицам перехватить или изменить отправляемые данные.

Разница между маскировкой данных и шифрованием данных

Говоря простыми словами, маскировка данных позволяет скрыть информацию, а шифрование данных служит для ее кодирования. Маскировка данных позволяет скрыть конфиденциальную информацию, например номера социального страхования, номера кредитных карт и другую информацию, позволяющую установить личность (PII), что делает информацию доступной организации, но не хакерам. Хотя эти два метода имеют некоторое сходство, шифрование данных сильно отличается от маскировки данных. При шифровании данных используется алгоритм шифрования для сокрытия данных, и для раскрытия информации требуется ключ расшифровки.

Как изменились стандарты шифрования данных?

Стандарты шифрования данных изменились, чтобы быть на шаг впереди хакеров и злоумышленников. Современные алгоритмы шифрования отличаются высочайшим уровнем целостности, аутентификации и неопровержимости по сравнению с устаревшим стандартом шифрования данных (DES).

Стандарт шифрования данных был разработан в 1970-х годах. Из-за малой длины ключа (56 бит) стандарта шифрования данных недостаточно для защиты приложений, но он оказал значительное влияние на разработку стандартов шифрования. Сегодня существуют развитые алгоритмы шифрования, противодействующие новым методам атак, включая атаки через побочные каналы и криптоанализ.

Передовой опыт шифрования данных

  • Шифруйте все типы конфиденциальных данных, а не только данных с наибольшей вероятностью обнаружения.
  • Оценивайте эффективность шифрования, чтобы убедиться в том, что оно защищает данные, не потребляя слишком много времени и памяти процессора.
  • Составляйте стратегии для хранимых и передаваемых данных.
  • Учитывайте отраслевые нормы и требования.
  • Оценивайте потребности организации в симметричном или асимметричном шифровании.

Главные мифы о шифровании данных

Неудачное внедрение решений для шифрования данных в прошлом подмочило репутацию этого метода защиты. Однако при правильном развертывании шифрование данных может способствовать достижению гибкости, соответствия и конфиденциальности данных, которые требуются в современных бизнес-средах. Ниже перечислены основные мифы о шифровании данных .

  • Шифрование снижает производительность системы.
  • Терминология слишком сложна для понимания.
  • Управлять всеми ключами шифрования крайне трудно.
  • Ключи шифрования легко потерять.
  • Его трудно развернуть.
  • Оно защищает только приложение.
  • Ротация ключей шифрования приводит к простою программы.
  • Шифрование корпоративного уровня стоит дорого.
  • Шифрование в облаке небезопасно.
  • Решения работают не на всех платформах.

Как насчет шифрования в облаке?

Мир все больше строится вокруг виртуализации и облака. Облако предлагает значительные преимущества с точки зрения стоимости и гибкости. Тем не менее некоторые ИТ-менеджеры все еще не решаются хранить конфиденциальные данные в облаке, предпочитая поддерживать собственный центр обработки данных, который они контролируют. Шифрование данных позволяет использовать модель Cloud and Infrastructure as a Service, сохраняя при этом конфиденциальность данных. Ниже перечислены основные преимущества шифрования данных в облаке .

  • Помогает организациям перейти в облако.
  • Организация владеет ключами и может легко их отзывать и выводить из эксплуатации.
  • Помогает обеспечить безопасную работу множества пользователей в облаке.
  • Отделение данных от ключевых сервисов может помешать поставщикам услуг получить доступ к данным или случайно их раскрыть.
  • Помогает соблюдать нормативно-правовые требования.
  • Обеспечивает организации зону безопасности благодаря уведомлениям о нарушениях.
  • Может обеспечить поставщикам услуг конкурентное преимущество.
  • Внушает уверенность в сохранности данных в многооблачном мире.
  • Позволяет организациям обезопасить свой удаленный офис.

Шифрование больших данных

Большие данные — это термин для сбора и анализа огромных объемов информации из различных источников для выявления тенденций и привязок, которые могут применяться для бизнес-прогнозирования. Поскольку большие данные поступают из самых разных источников, они создают множество угроз безопасности данных по сравнению с меньшими наборами данных. Надежное шифрование больших данных требует границы, сертифицированной по стандарту FIPS 140-2 уровня 3, для защиты ключей шифрования больших данных и разгрузки криптографической обработки: именно это позволяет обеспечить шифрование с низкой задержкой и аппаратным ускорением.

HTTPS: Как устроено шифрование и как оно работает?

Мы знаем, что вы любите наши разборы. Сегодня необычная тема — шифрование. Поговорим о цифровых рукопожатиях, кодах и двойном дне в мессенджерах.

vedensky 4 сентября 2020 в 08:02

Можете ли вы расшифровать, что здесь написано?

В августе 1977 разработчики алгоритма шифрования, на котором держится весь интернет, выложили этот код. И на его прочтение ушло больше 15 лет. Сегодня мы разберемся с ним, быстрее чем за 10 минут. Почему это интересно?

Если вы смотрите это видео в браузере, то в адресной строке наверняка видите маленький зеленый замочек или букву S. Вы правы, это значит защищенное соединение https. Или вы наверняка слышали про end-to-end шифрование в мессенджерах и некие ключи шифрования, которые любят собирать спецслужбы.

Но вопросов много. Что именно это означает и как оно работает? Как устроен HTTPS, протокол SSL и защита сообщений? И главное, причем здесь теорема Ферма?

Сегодня разберемся, как устроено шифрование и защита наших гаджетов?

Когда я учился в начальных классах, у нас с друзьями была одна очень важная миссия в жизни — передавать друг другу сообщения на уроках так, чтобы их не могли прочитать девчонки. Поэтому мы придумали простой шифр, в котором каждая буква соответствовала другой, зеркально отраженной в алфавите. Буква А превращалась в Я, Б — в Ю. Наверняка, многие баловались чем-то подобным.

Ключевые два понятия, которые нас тут интересуют это: сообщение и ключ. В качестве ключа, в данном случае, выступает таблица соответствия букв. Похожий подход, который использовали пару тысяч лет назад называют шифром Цезаря. Там вместо таблицы просто сдвигали буквы алфавита на несколько шагов вперед. Например, вместо A — была D, вместо B — E, и так далее. Сдвиг равен 3. В этом примере, сдвиг по сути тоже является ключом.

Это одни из самых простых способов зашифровать сообщения. Но у них есть определенные проблемы. Раскрыть их очень легко: если мы знаем повторяющиеся закономерности языка, то легко поймем принцип. Например, по частым местоимениям и союзам, типа «я», «на», «в» можно вычислить много букв. А дальше — дело техники.

Поэтому для шифрования стали использовать не единый сдвиг, а длинные ключи. Где каждая следующая буква сообщения имеет свой индивидуальный сдвиг. Например, нам нужно зашифровать сообщение «droider» при помощи ключа: «qwerty».

Мы добавим к первой букве d, порядковый номер в алфавите 4, порядковый номер первой буквы ключа «q», получим 4+17, 21. То есть, буква U. Затем ко второй букве сообщения R, номер 18, прибавляем W, номер 23. Получается 41. Но в латинском алфавите 26 букв, так что вычитаем 26. Получается 15, буква O. И так далее.

Правда, с таким подходом тоже есть проблема. Если ключ, в данном случае qwerty, короче сообщения, такую шифровку тоже можно раскрыть. Особенно если сообщение многократно длиннее ключа, можно выявлять закономерности.

Поэтому идеальным ключом на данный момент считается такой, который равен по длине сообщению. То есть на протяжении всей шифровки, не будет повторения ключа.)

Все описанные шифры: от таблиц, до сдвига и сложного ключа называются симметричным. Почему?

Для того, чтобы общение состоялось нам нужно сделать три вещи:

  1. Зашифровать сообщение,
  2. Передать,
  3. Расшифровать сообщение.

Так вот, в симметричных шифрах и шифровка и расшифровка делаются одним и тем же ключом.

И, казалось бы, все идеально. У нас есть отличный ключ, который по длине равен сообщению. И мы можем безопасно общаться. До последнего времени спецслужбы используют вот такие книжки со случайно сгенерированными наборами чисел для шифровки сообщений. Кстати, сами числа буквально формировали бросанием кубика. А такие книжки рассылают агентам по всему миру. Идеально. Но в этом как раз есть еще одна проблема.

Как безопасно передать сам ключ? Ведь по дороге книжку с паролями может перехватить злоумышленник и узнать все ваши секреты.

Допустим, вы разведчик и можете спрятать такую книжку под камнем. Окей.

Но если вы обычный пользователь, который хочет оплатить карточкой заказ на сайте. Или отправить сообщения в мессенджере. Все это сейчас делается тоже в зашифрованном виде. Как же так происходит?

Для этого существуют асимметричные шифры. Которые используются и в браузерах, и в мессенджерах, и вообще везде. Но прежде чем перейти к ним, давайте разберемся еще в одном моменте.

«Пóстаф»

Помимо криптографии и алгоритмов. Есть второй важный аспект безопасности — человеческий фактор. У вас может быть идеальный пароль, который меняется каждую неделю. Но, если он написан на желтом стикере на мониторе, то в нем никакого смысла. Ну вы поняли…

Условные Злоумышленники, будь то грабители, пограничники или жена, при попадании вашего устройства в свои руки получит доступ к:

  • личным и рабочим перепискам;
  • чатам, в которых вы состоите;
  • каналы, на которые вы подписаны;
  • файлам, которые вы храните в папке “saved messages”.

Решить проблему пробовали многие. Например, в некоторых Android-смартфонах, в частности в Samsung, есть функция Скрытой папки. Но проблема в том, что любой может зайти в настройки и проверить, включена ли эта функция. Таким образом вы не сможете СКРЫТЬ, что вам есть что СКРЫВАТЬ. Понимаете, да? И подружка догадается, что где-то в вашем телефоне лежат нюдсы не от нее.

Короче, для защиты от такой атаки используется принцип Двойного дна. Он основан на концепции под названием «правдоподобное отрицание».

Что такое принцип «двойного дна» и как это работает?

В приложении, которым вы пользуетесь, при запуске стоит блокировка, требующая пинкод. В зависимости от того, какой код вы введете, будет открываться нужный профиль с нужным контентом. Например, при входе в Telegram, ввод пин-кода с четырьмя нулями откроет ваш личный аккаунт, где обычно ведется переписка, а ввод «1111» откроет пустой или вспомогательный аккаунт, который никак не сможем вас скомпрометировать При этом вероятность доказать, что вы что-то скрываете — приближается к нулю. То есть у вас есть настоящий аккаунт и некое подобие настоящего аккаунта.

Такую технологию для Telegram разработала компания «Пóстаф». К открытому коду Telegram они добавили возможность входить в разные профили в зависимости от пинкода. При этом никто кроме вас не будет знать о наличии других скрытых аккаунтов. Выглядит круто.

Кстати, ни один из существующих мессенджеров сегодня не использует подобную технологию. Сам продукт некоммерческий и будет абсолютно бесплатным для всех. Поэтому протестировать “двойное дно” можете прямо сейчас с помощью улучшенного клиента для телеграм — Postufgram. В качестве показательного примера можно протестировать версию приложения под iOS.

А теперь самое главное — цель ребят. Они хотят добавить “Двойное дно” в официальный клиент Telegram, чтобы фишка стала доступной для пользователей по всему миру. Это даст возможность людям реализовать свои права, в том числе на тайну личной переписки и свободу слова.

Поэтому они призывают поддержать их и оставлять хештег #ДуровДобавьДвойноеДно в своих социальных сетях, чтобы Павел добавил эту технологию в официальный клиент.
Подробнее о решении «Пóстаф»можно почитать о ссылке в описании. И это может быть интересно действительно многим! От Гонконга до Бреста 😉
В общем, приватность, безопасность, «Пóстаф»! Хештег #ДуровДобавьДвойноеДно

Итак, предположим, что у нас есть два участника общения. Например ваш браузер, которому нужно безопасно передать данные банковской карты и сайт магазина, который должен эти данные принять. Но проблема в том, что браузер и сайт сегодня встретились впервые. Они не передавали друг другу книжечку с шифрами. Поэтому прежде чем обмениваться данными им нужно создать безопасный канал. Как это делать? Ведь если передать ключ по открытому каналу, его могут перехватить.

Для этого придумали асимметричное шифрование, как мы уже говорили. Чем оно отличается? Тут главное в том, что у каждого участника общения есть не один, а целых ДВА ключа: открытый, или public, и закрытый, private. И это настоящая магия.

Что делают два ключа? Фишка в том, что они работают в связке. Открытый ключ нужен для зашифровки сообщения, и он доступен всем. Но расшифровать это сообщение можно только закрытым ключом, который известен только владельцу.

Самая простая аналогия: это навесной замок и ключ от него. Представьте, что у вас дома есть сотня идентичных навесных замков. И всем, кто с вами общается, вы высылаете один из них. Но ключ от замков один и есть только у вас. Когда кто-то вам пишет, он закрывает посылку вашим замком. Но открыть ее сможете только вы. Но как такое провернуть?

Долгое время проблема не была решенной, пока трое ученых из Массачусетского университета не решили прибухнуть. И по пьяни они придумали алгоритм RSA, названный по именам создателей. В августе 1977 они опубликовали описание алгоритма, и предложили всем желающим расшифровать такую последовательность. За приз в 100 долларов.

В основе алгоритма лежат свойства простых чисел. И так называемая односторонняя функция. Что это?

Односторонняя функция — это такая, которую легко выполнить в одном направлении, но провернуть операцию обратно очень ресурсозатратно. Тут криптографам пригодились исследования математиков, в частности малая теорема Ферма и функция Эйлера, но не будем вдаваться в подробности.

Важно, что в данном случае такой функцией является произведение двух простых чисел, тех которые делятся только на себя и на единицу. Посчитать такое произведение нетрудно. А вот определить два единственных множителя, из которых оно получилось, очень сложно. Нужно делать бесконечно длинный перебор.

Например, умножить 11 на 17 можно даже в уме, будет 187, кажется. А сможете вы так же легко сказать, на что делится 91? М? Это 13 и 7.

Только в шифровании числа берутся очень большие числа: по 100-200 знаков. Непосредственно формула для шифровки в RSA алгоритме выглядит примерно так. Но вдаваться в подробности математики не будем.

M = m*e (mod(n))

А дальше происходит самое интересное. Приходит ваш браузер на сайт магазина, берет его открытый ключ, который доступен всем. Шифрует им свое сообщение «привет» и отправляет магазину. Магазин получает шифрограмму, расчехляет свой закрытый ключ, применяет хитрую формулу, и расшифровывает ваше сообщение. Потому что пара его открытого и закрытого ключа — это как Инь и Янь, помните.

Затем сайт магазина проделывает обратную операцию. Отправляет вам «Здрасьте, очень приятно», зашифрованное вашим открытым ключом. Таким образом, налаживается безопасный канал связи. Этот процесс и называется цифровое рукопожатие.

Кстати, для расшифровки того первого сообщения потребовалась распределенная работа 1600 компьютеров по всему миру, по некоторым версиям, включая факс-машины. Оно было дешифровано спустя 17 лет после публикации, в 1994 году.

Была скрыта фраза «Волшебные слова — это брезгливый ягнятник», другой перевод: “Волшебные слова — это Застенчивая Скопа”.

Алгоритм RSA лег в основу большинства используемых сейчас протоколов и стандартов безопасности: от SSL и TSL, которые защищают наш HTTP, добавляя ему ту самую букву S до отечественных криптографических ГОСТов. Этот же принцип используется для цифровой подписи. И в end-to-end шифровании мессенджеров.

Сами протоколы бывают разные, и они описывают еще кучу нюансов. Например, как именно преобразовывать символы в числа перед шифрованием. Или стоит ли в начале сообщения сгенерировать блок случайных символов, чтобы злоумышленник не искал слово «привет». Какой длинный использовать ключ, и по какой конкретно формуле производить шифровку и дешифровку.

Но в общем и целом, принцип выглядит так. Надеюсь, вам было интересно вместе с нами разобраться, как это устроено.

Тут кто-то должен сказать! Борян, все это круто. Но безопасность этих методов относительно гарантирована, пока в дело не вступили квантовые компьютеры, которые смогут быстрее решать эти задачки. Да, это одна из тем, который мы не коснулись. Вторая — это сертификаты, которые раздают сайтам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *