Шифрование
Шифрование — метод защиты данных путем их преобразования таким образом, чтобы сообщение могли прочитать только авторизованные пользователи. Для обратного преобразования (дешифрования) и доступа к передаваемым сообщениям такие пользователи используют специальный ключ. Шифрование данных применяется для обеспечения конфиденциальной передачи информации в военном деле, банковских транзакциях, тайной коммерческой и дипломатической переписке, в работе некоторых интернет-сервисов, мессенджеров и т.д.
Освойте профессию «Белый хакер»
«Белый» хакер
Научитесь защищать информационные системы: проводить атаки, анализировать программы и искать в них уязвимости. Станьте востребованным специалистом и работайте из любой точки мира.
Профессия / 13 месяцев
«Белый» хакер
Взламывайте ПО безнаказанно и за оплату
История шифрования
Надежно зашифровать информацию люди пытались в древнейших цивилизациях Ближнего востока (Древнем Египте, Месопотамии, Персии), государствах античной эпохи, в Китае и т.д. Древнейшим из найденных шифров является древнеегипетский папирус, в котором перечислялись монументы эпохи фараона Аменемхета II. В нем автор видоизменил некоторые иероглифы — правда, доподлинно неизвестно, для сокрытия ли информации или с целью просто произвести впечатление на читателя.
Другой пример древнего шифра — семитский атбаш. Написанные с его помощью криптограммы (шифрованные тексты) встречаются в древнееврейском Танахе (Библии). Это классический моноалфавитный шифр, в котором шифрование осуществляется путем подмены в словах букв еврейского алфавита по формуле n — i +1, где i — номер заменяемой буквы, а n — число букв в алфавите. По такому же принципу работал и «шифр Цезаря», используемый в Древнем Риме.
В Древней Греции и Спарте было изобретено одно из первых известных криптографических устройств — скитала. На граненый цилиндр определенного диаметра спиралью наматывалась полоска пергамента. На ней по одной из грани буквами наносилась зашифрованная информация, затем пергаментная лента разматывалась, и оставшиеся пробелы заполнялись случайными буквами. Прочесть шифр можно было только намотав пергамент с лентой на такой же по диаметру цилиндр.
Больших успехов шифрование достигло в Средние Века в арабских странах, где большое развитие получили такие важные науки, как лингвистика и математика. Там впервые были использованы полиалфавитные шифры, в которых буквы одного алфавита подменялись буквами другого. Кроме того, именно там зародился и криптоанализ — методики дешифровки без ключа.
Новый толчок к развитию криптография получила в Европе Нового времени, в которой наработки арабских ученых соединились с европейскими традициями шифрования текстов, новейшими достижениями западной науки и технологий. Криптография из разрозненных практик начала оформляться в полноценную дисциплину. Расширилась и сфера ее применения — если раньше шифрованием пользовались в основном военные, то теперь ее все чаще стали применять в гражданской сфере, прежде всего в торговле и в банковском деле для защиты коммерческой информации.
Станьте специалистом
по кибербезопасности – научитесь отражать кибератаки и поддерживать безопасность любых IT-систем
В 1466 году итальянский ученый-математик Леон Альберти изобрел шифровальное устройство в виде диска с двумя вращающимися частями — внешней и внутренней. На обеих были написаны буквы и цифры, но в разном порядке. Шифрование сообщений заключалось в том, что каждый символ шифруемого текста сначала нужно было найти на внешней части и заменить ее на знак внутренней. Затем внутренняя часть смещалась, и на ней подыскивалась замена уже для следующего символа шифруемого текста. Таким образом, это был один из первых сложных криптографических механизмов на основе полиалфавитного шифра. Также он написал один из первых фундаментальных трудов по криптографии — «Трактат о шифрах».
В эпоху промышленной революции появились первые шифровальные машины. В 1790 году Томас Джефферсон, в будущем американский президент, изобрел устройство, названное «цилиндром Джефферсона», которое позволяло автоматически шифровать текст. С изобретением в 19 веке телеграфа появились первые электромеханические шифровальные машины, а в военном деле стали использоваться шифры на основе биграмм (пар символов). Особый толчок военной криптографии дали Первая и Вторая мировые войны, во время которых всеми сторонами активно применялись мобильные шифровальные устройства. Самое известное из них, немецкая «Энигма», долго считалась абсолютно устойчивой ко взлому. Но в Великобритании в секретном Блетчли-парке команда дешифровщиков, в которой был известный математик и теоретик компьютерных систем Алан Тьюринг, изобрела специализированный компьютер «Бомба». Он позволил расшифровывать передачи немецкого военно-морского командования. Так началась новая компьютерная эпоха в истории криптографии.
Что такое шифрование
Во многих статьях понятия шифрование и кодирование используются как синонимы, однако это не так. Кодирование — это преобразование информации с помощью какой-либо системы знаков из формы, удобной для непосредственного использования, в форму, приспособленную для передачи, обработки и хранения. В самом общем смысле кодированием является запись данных с помощью обычного алфавита или чисел. В более узком смысле — например, преобразование текстового сообщения в телеграфное с помощью азбуки Морзе или компьютерной программы в машинный код (набор нулей и единиц).
Шифрование — это частный случай кодирования, цель которого заключается именно в сокрытии информации от посторонних лиц. Этот процесс состоит в том, что к исходным открытым данным применяются два алгоритма (процесса преобразования информации):
- шифрующий — он преобразует исходный открытый текст (набор данных) в секретный код;
- расшифровывающий — этот алгоритм, напротив, используется для обратного преобразования секретного кода в открытый набор данных.
Набор параметров алгоритма, с помощью которых он приводится в действие, называется ключом. В некоторых системах шифрования его роль может выполнять предмет или специальное устройство — например, в греческой скитале это цилиндр определенного диаметра и длины. Именно ключ является инструментом шифровки/дешифровки сообщения. В современной криптографии для повышения устойчивости системы шифрования ко взлому используется принцип, сформулированный голландским военным криптографом 19-го века Огюстом Керкгоффсом и заключающимся в следующих тезисах:
- сам алгоритм шифрования должен быть открытым — это исключает взлом системы несанкционированным лицом путем простого изучения;
- секретным должен быть именно ключ — то есть определенный набор параметров алгоритма.
Например, алгоритм шифрования, используемый в немецкой электромеханической шифровальной машине «Энигма», был в целом понятен криптографам союзников по антигитлеровской коалиции. Если упрощать, он заключался в замене букв исходного текста другими путем последовательных перемещений роторного механизма. Однако, сам ключ шифрования союзникам был неизвестен. Взломать «Энигму» смогли только за счет совокупности косвенных факторов:
- небрежности и ошибок, допущенных немцами при шифровании сообщений;
- попавших в руки образцов машины с сопроводительной документацией и изучения точной работы роторных механизмов;
- попавших в руки союзников зашифрованных сообщений, содержащих известную информацию (например, метеосводки) и т.д.
Решающую роль во взломе «Энигмы» сыграло изобретение дешифрующих устройств. Сначала это были польские «криптоаналитические бомбы», позволявшие дешифровывать ранние, менее защищенные коммерческие версии немецкой машины. Затем, уже в годы Второй Мировой войны, на их основе британскими криптоаналитиками из Блетчли-парка была изобретена машина «Бомба», которая вычисляла каждодневное положение роторных механизмов военных версий «Энигмы», которые и были основной частью ключа.
Однако, и простое кодирование информации может в некоторых ситуациях быть шифрованием. Например, для человека, не владеющего письмом, любой текст будет непонятным шифром, пока он не изучит ключ (алфавит). В частности, понять древнеегипетскую иероглифическую письменность французскому востоковеду Жану-Франсуа Шампольону помог Розеттский камень, на котором один и тот же текст был записан иероглифами, упрощенным (демотическим) египетским письмом и хорошо известным европейцам греческим языком. Сопоставляя эти надписи и используя лингвистический анализ, он смог сначала прочесть написанные иероглифами имена египетских фараонов, и, отталкиваясь от этого, дешифровать другие иероглифы.
Способы шифрования
В основе современной криптографии лежат те же принципы, что и раньше, но способы засекречивания информации стали более надежными и совершенными за счет широкого использования математических методов и компьютерных технологий. Сегодня используются два основных вида шифрования.
- Симметричное. В нем для шифровки и дешифровки сообщения используется один и тот же ключ. Чтобы симметричное шифрование обеспечивало нужную безопасность данных, этот ключ должен быть секретным, но известным как отправителю, так и получателю сообщения. Очевидно, такая система не будет полностью безопасной — постороннее лицо, узнав ключ, может как прочесть конфиденциальную информацию, так послать ложное сообщение. Однако, симметричный алгоритм шифрования позволяет ускорить процесс шифровки/дешифровки, поэтому активно применяется при передаче больших объемов информации.
- Асимметричное. В таком шифровании для шифровки и дешифровки сообщения используются два разных ключа, математически связанные друг с другом. При этом первый ключ может быть открытым, но второй обязательно делается секретным. Таким образом постороннее лицо, даже зная первый ключ, не сможет дешифровать сообщение (но способно отправить ложное). В то же время шифрование асимметричным алгоритмом более сложное и долгое, поэтому чаще применяется для защищенной передачи небольших объемов информации.
Также на практике широко используется комбинированный тип шифрования. Например, для передачи самих данных применяется более быстрое симметричное, а для передачи нужного для их расшифровки ключа (который тоже является информацией) — асимметричное.
В современных компьютерных системах передачи данных (мессенджерах, электронной почте и т.д.) ключи представляют собой определенный набор символов, который генерируется генератором случайных символов или математическими алгоритмами. Это позволяет быстро создавать разные ключи для каждого сеанса связи или даже отдельных сообщений, что значительно повышает безопасность передаваемых данных.
Что такое дешифрование
Дешифрование — процесс, обратный шифрованию, то есть преобразование засекреченных данных в открытые для чтения (хранения, использования). Самым простым методом дешифровки зашифрованного сообщения является использование ключа. Однако, это не единственный способ. Существуют методы, позволяющие дешифровать сообщение без ключа — их изучением и разработкой занимается такая дисциплина, как криптоанализ.
Самый простой дешифровки без знания ключа — это его подбор, то есть проверка всех возможных вариантов до нахождения верного. По сути, таким способом можно взломать любую криптосистему за исключением абсолютно криптостойких. На практике эффективность дешифровки методом простого подбора связана с возможностью определения правильности расшифрованного сообщения, что обуславливает следующие проблемы:
- при ручном подборе криптоаналитик сравнительно легко может определить правильность дешифровки, но быстро подобрать нужный ключ в таком случае получится только для несложных криптографических систем;
- при автоматическом подборе с помощью компьютерной программы получается быстро перебирать большое количество возможных вариантов ключа, но есть сложности с определением программой правильности дешифрованного сообщения.
Другой часто используемый метод дешифрования — анализ перехваченных сообщений. Имея зашифрованную информацию и хотя бы приблизительное представление о ее содержании, можно установить алгоритм шифрования и подобрать ключ. А потом использовать их для дешифровки других сообщений. Особенность данного метода в том, что для перехвата данных используется менее сложное, дорогое и громоздкое оборудование, чем для перебора вариантов ключа. Например, пересланное по зашифрованному каналу электронное письмо можно считать с ЭЛТ-монитора с помощью простой телевизионной антенны, улавливающей электромагнитные сигналы, испускаемые электронно-лучевой трубкой (перехват Ван Эйка). Для чтения зашифрованного интернет-трафика существуют специальные программы-снафферы (в том числе бесплатные).
Помочь расшифровать сообщение может анализ самой криптографической системы — в частности, устройства или программы, с помощью которых составляется шифр. В сочетании с перехватом сообщения, методом обратной разработки это позволяет если не найти ключ, то хотя бы понять алгоритм шифрования.
Из нетехнических способов дешифровки сообщений широко используются различные методы социальной инженерии. В контексте информационной безопасности под ними подразумеваются различные методы психологического воздействия и манипулирования людьми с целью выведать у них те или иные сведения о содержании зашифрованных сообщений, принципах работы криптографических устройств, ключей, алгоритмов шифрования и т.д. Типичный пример социальной инженерии — фишинговая рассылка в виде официального письма со ссылкой, ведущей на поддельный сайт, имитирующий веб-страницу какой-либо организации. Попадая на этот сайт, неопытный пользователь вводит свои данные (логин и пароль, номер банковской карты и т.д.), который дает доступ к персональной информации, деньгам на банковском счете и т.д.
Сегодня шифрование (криптография) — основа информационной безопасности в самых различных отраслях. Она применяется обычными людьми в повседневной и рабочей переписке, денежных переводах, при хранении данных на домашних компьютерах и т.д. Особое значение секретность данных имеет в государственном управлении, дипломатической работе, банковском деле, военной сфере, коммерческой деятельности и т.д. Для ее обеспечения сегодня применяются сложнейшие криптографические алгоритмы и средства шифрования, многофакторные способы аутентификации пользователей, защищенное от взлома оборудование и другие меры, снижающие до минимума возможность несанкционированного доступа.
Как работают системы шифрования?
Мы не боимся вписывать данные своей карточки в онлайн-магазине и делиться с секретами в электронной почте, потому что знаем — вся информация в Интернете шифруется. Но знаете ли вы, что это значит на самом деле? Какие технологии защищают ваши данные от чужих глаз и почему говорят, что суперкомпьютеры положат конец нынешним безоблачным дням? В нашей статье мы расскажем, как работает шифрование.
Что такое шифрование?
Люди пытаются защитить письменную информацию с тех самых времен, как собственно научились писать. Древние греки наматывали пергамент на специальные цилиндры, так что прочитать письмо можно было только с помощью такого же приспособления. Цезарю приписывают использование первого шифра, построенного примерно по той же технологии, что и сегодня — император подставлял вместо каждой буквы в слове другую, сдвигаясь на несколько позиций в алфавите. Чтобы понять текст, нужно было знать величину этого сдвига — сегодня мы называем это ключом шифра.
Простая замена буквы на другую дает очень слабую защиту текста. Шерлок Холмс показывает, как легко взломать такой шифр, в рассказе «Танцующие человечки». Современные системы применяют сложные математические функции, превращая данные в бессмысленный набор символов, в котором невозможно узнать исходные материалы. Таким образом защищаются и текстовые данные, и аудио (например, телефонные разговоры), и видео. Чтобы вернуть их в первоначальный вид, получатель сообщения должен проделать обратную работу — прогнать полученное содержимое через ту же функцию, применив секретный ингредиент, ключ.
Таким образом, главный вопрос шифрования — как передать получателю ключ? Это должен быть такой способ, который исключает возможность перехвата, иначе какой смысл вообще защищать данные. Здесь и начинается самое интересное.
Симметричное и асимметричное шифрование
Самый простой способ — это устроить личную встречу и вместе придумать ключ, который будет использоваться в дальнейшей переписке. Если обе стороны используют одинаковый ключ, такое шифрование называется симметричным. У такой технологии есть один большой минус: если злоумышленник узнает ключ одного из участников переписки, он сможет расшифровать данные и других участников.
Чтобы защититься от такой неприятной ситуации, инженеры разработали технологию асимметричного шифрования. Она предполагает, что у каждого участника есть по два ключа — публичный и приватный. Первый используется, чтобы зашифровать данные, второй — чтобы их прочитать.
Эта пара связана между собой хитрым математическим образом, чтобы по одному ключу было невозможно узнать второй. Чтобы объяснить суть, возьмем число 36 — его можно представить как 1х36, 2х18, 3х12, 4х9, 6х6. Вообразите, что ваш друг выбрал один множитель из этих десяти и предложил вам отгадать его. С первой попытки правильно сказать будет сложно. Но если ваш друг подскажет вам второй множитель из его пары, вы сразу точно поймете, что он держит в уме — ведь это уже не загадка, а задача на умножение.
Примерно так и работает асимметричное шифрование, только в этом случае используется не примитивное умножение, а сложные, очень сложные математические алгоритмы. Перед тем, как начать общение, участники обмениваются своими публичными ключами. В нашем примере это соответствует числу 36. Далее участник А шифрует свое сообщение публичным ключом участника Б. Когда тот получит послание, он сможет расшифровать его с помощью своего приватного ключа, того самого множителя, который известен только ему.
У асимметричного шифрования тоже есть свое слабое место — оно гораздо медленнее симметричного. Поэтому этот метод применяют для передачи небольших кусочков информации, например, симметричных ключей. Пока участникам переписки удается сохранить их от посторонних глаз, их данные остаются в безопасности.
Существуют ли невзламываемые шифры?
Чтобы посторонний человек мог прочитать сообщение, которое защитили асимметричным шифрованием, ему придется перебрать все возможные множители, проверяя, не превратился ли бессмысленный набор символов в исходное сообщение. Современные алгоритмы шифрования построены таким образом, чтобы на подбор нужной пары ушло невообразимое время — от тысячи до миллиона лет беспрерывной работы компьютера. Поэтому на самом деле любой шифр можно взломать — вопрос только в том, сколько вы готовы потратить времени.
Именно поэтому сегодняшние технологии шифрования могут уже в скорой перспективе оказаться абсолютно бесполезными. Создание квантового компьютера, которое неизбежно произойдет в ближайшие десятилетия, вызовет резкий скачок вычислительной мощности. В результате станет возможным в приемлемые сроки раскалывать нынешние шифры, а значит пользоваться ими будет нельзя. Впрочем, паниковать не стоит — новое время предложит новые алгоритмы.
Что такое шифрование и как оно работает?
Шифрование — это способ преобразования данных таким образом, чтобы они не могли быть прочитаны кем-либо, кроме авторизованных сторон. Процесс шифрования превращает обычный текст в зашифрованный с использованием криптографического ключа. Криптографический ключ представляет собой набор математических значений, известных и согласованных отправителем и получателем.
Расшифровка, или перевод, зашифрованных данных может выполнить любой, у кого есть правильный ключ. Именно поэтому специалисты по криптографии постоянно разрабатывают все более сложные ключи. В более защищенном шифровании используются ключи такой сложности, чтобы хакеры сочли процесс исчерпывающего дешифрования (также известного как метод подбора паролей) функционально невозможным.
Могут быть зашифрованы хранящиеся или передаваемые данные. Есть два основных класса шифрования: симметричное и асимметричное.
- Симметричное шифрование имеет только один ключ, и все стороны используют один и тот же секретный ключ.
- Асимметричное шифрование получило свое название из-за того, что имеет несколько ключей: один для шифрования и другой для дешифрования. Ключ шифрования является общедоступным, а ключ дешифрования — закрытым.
Зачем нужно шифрование данных?
Конфиденциальность: только владелец и получатель данных могут прочитать их, что предотвращает перехват конфиденциальных данных злоумышленниками, интернет-провайдерами и даже правительствами.
Безопасность: шифрование помогает предотвратить утечку данных; если корпоративное устройство потеряно или украдено, но его содержимое зашифровано, данные все равно будут в безопасности.
Целостность данных: шифрование также предотвращает злонамеренное поведение, такое как атаки на пути (перехват информации при передаче), поскольку зашифрованные данные нельзя просмотреть или изменить в пути.
Нормативные правила: многие отраслевые и государственные нормативные правила, такие как Закон о преемственности и подотчетности медицинского страхования (HIPAA), стандарт безопасности данных индустрии платежных карт (PCI-DSS) и Общий регламент ЕС по защите персональных данных (GDPR), требуют от компаний использовать шифрование пользовательских данных. Государственные учреждения и подрядчики в США должны использовать FIPS (федеральные стандарты обработки информации).
Алгоритмы шифрования
Алгоритм шифрования — это способ преобразования данных в зашифрованный текст. Ключ шифрования используется алгоритмом для последовательного изменения данных, так что даже если они выглядят случайными, ключ дешифрования может легко преобразовать их обратно в обычный текст. Распространненные алгоритмы шифрования включают AES, 3-DES, SNOW (все симметричные), криптографию на основе эллиптических кривых и RSA (оба асимметричные).
Как и все алгоритмы асимметричного шифрования, RSA использует простую факторизацию (перемножение двух очень больших простых чисел). Взломать его очень сложно, потому что необходимо определить исходные простые числа, что требует математических усилий. Взлом ключа RSA методом подбора практически невозможен.
Метод подбора
Когда компьютер совершает миллионы или даже миллиарды попыток взлома пароля или ключа дешифрования, это называется атакой методом подбора. Современные компьютеры могут тестировать возможные комбинации невероятно быстро. Современное шифрование должно быть устойчивым к атакам такого рода. Область криптографии — это постоянная гонка вооружений между теми, кто разрабатывает более быстрые способы взлома шифрования, и теми, кто разрабатывает более сложные методы шифрования.
Другие типы шифрования
Шифрование облачного хранилища： данные или текст преобразуются с помощью алгоритмов шифрования, а затем помещаются в облачное хранилище. Аналогично шифрованию на локальных объектах, за исключением того, что клиенту необходимо выяснить, насколько различные уровни шифрования провайдера соответствуют его потребностям с точки зрения безопасности/конфиденциальности данных.
Отрицаемое шифрование (также называемое двусмысленным шифрованием): шифрование с использованием нескольких возможных значений, используемое в целях дезинформации, если данные могут быть перехвачены или предназначены для перехвата при передаче.
FDE (полное шифрование диска): шифрование на аппаратном уровне. Данные на жестком диске автоматически шифруются и становятся нечитаемыми для всех без надлежащего ключа аутентификации. Такой жесткий диск бесполезен в любом компьютере без ключа.
BYOE (Использование собственного шифрования): модель безопасности облачных вычислений, позволяющая клиентам отображать виртуальный экземпляр собственного программного обеспечения для шифрования вместе со своим облачным приложением. Также известна как BYOK (Bring Your Own Key, использование собственных ключей).
EaaS (шифрование как услуга): услуга подписки для клиентов облачной среды, которые не могут управлять собственным шифрованием. Включает полное шифрование диска (FDE), шифрование базы данных или шифрование файлов.
E2EE (сквозное шифрование): защищает перемещаемые данные. Сообщения, например WhatsApp, шифруются клиентским программным обеспечением, передаются веб-клиенту, а затем расшифровываются получателем.
Шифрование на уровне полей: шифруются данные в определенных полях веб-страницы, например, SSN, номера кредитных карт, медицинские/финансовые данные. Все данные в выбранном поле будут автоматически зашифрованы.
Шифрование на уровне столбцов: подход, при котором все ячейки в одном столбце имеют одинаковый пароль для доступа и чтения/записи.
Шифрование на канальном уровне: шифрует данные, когда они покидают хост-систему, расшифровывает их в следующем канале, а затем повторно шифрует при повторной отправке. Не обязательно использовать один и тот же ключ/алгоритм во всех каналах.
Шифрование на уровне сети: криптосервисы на уровне передачи данных по сети реализуются через протокол IPSec, который создает частную структуру для обмена данными по IP-сетям.
Гомоморфное шифрование: преобразование данных в зашифрованный текст, который по-прежнему позволяет анализировать и работать с ним, как если бы он не был зашифрован. Полезно для математических работ, которые можно выполнить, не нарушая шифрование.
HTTPS: позволяет зашифровать веб-сайт, используя HTTP по протоколу TLS. Чтобы веб-сервер мог шифровать отправляемый им контент, необходимо установить открытый ключ.
Квантовая криптография: полагается на квантовую механику для защиты данных. зашифрованные с помощью квантовой криптографии данные не могут подвергнуться измерениям без изменения значений их свойств (местоположения и импульса). Любая попытка скопировать такие данные или получить к ним доступ также приведет к изменению данных, предупреждая авторизованные стороны о том, что произошла атака.
Как шифрование может помочь вашей компании?
Стратегии кибербезопасности должны включать шифрование данных, особенно учитывая тот факт, что все больше компаний используют облачные вычисления. Существует несколько способов, которыми шифрование может поддерживать работу компании.
Шифрование электронных писем： поскольку электронная почта является основой для обмена данными и бизнес-операций в масштабах всей организации, злоумышленники нацеливаются на нее для проведения атак или непреднамеренного раскрытия информации. Такие отрасли, как финансовые услуги или здравоохранение, строго регулируются. Однако обязательное внедрение может быть затруднено, особенно в отношении электронной почты, где конечные пользователи часто сопротивляются изменению стандартных рабочих процедур. Можно дополнить операционные системы и стандартные почтовые клиенты программным обеспечением для шифрования, чтобы отправка зашифрованной электронной почты была такой же простой, как отправка незашифрованной.
Большие данные： непрерывная защита данных для соблюдения конфиденциальности, безопасная облачная аналитика, технологии шифрования и токенизации для передачи данных между облаками — шифрование может оптимизировать операции в многооблачных средах за счет централизации защиты, ориентированной на данные. Конфиденциальные данные, проходящие через многооблачные среды, будут шифроваться с использованием этих технологий.
Безопасность платежей： продавцы, платежные системы и предприятия сталкиваются с большими проблемами при защите ценных конфиденциальных данных, например, данных держателей платежных карт, в соответствии с PCI DSS (Стандарт безопасности данных индустрии платежных карт) и законами о конфиденциальности данных. Однако программное обеспечение для шифрования может защитить транзакции в терминалах розничной торговли, интернет-транзакции и транзакции мобильной электронной торговли.
В дополнение к вышеуказанным сервисам и средствам защиты, предлагаемым шифрованием, оно обеспечивает конфиденциальность (кодирование содержимого сообщения), аутентификацию (проверка происхождения сообщения), невозможность отказа (предотвращает правдоподобный отказ в отправке зашифрованного сообщения) и целостность (доказывает, что содержимое сообщения не изменено).
Есть ли недостатки у шифрования?
Шифрование предназначено для блокировки понимания незаконно полученных данных неавторизованными сторонами. Однако в некоторых ситуациях может быть заблокирован и владелец данных. Управление ключами представляет собой сложную задачу для предприятий, потому что они должны где-то храниться, а злоумышленники отлично умеют их искать. Управление ключами усложняет резервное копирование и восстановление, так как в случае аварии извлечение ключа и добавление к серверам резервных копий требует много времени. У администраторов должен быть план защиты системы управления ключами, например, отдельная резервная копия, которую можно легко восстановить в случае крупномасштабной аварии.
Для упрощения управления ключами существует программное обеспечение, например обертка ключа. Она шифрует ключи шифрования организации, по отдельности или массово. При необходимости их можно развернуть, обычно с помощью симметричного шифрования.
Хотя атаки методом подбора могут быть неэффективны против ключей с большим числом разрядов, уязвимости все же существуют. Многие попытки направлены на получение несанкционированного доступа к ключам с помощью методов социальной инженерии. То есть атакуют не систему, а людей, которые поддерживают ее и взаимодействуют с ней. Фишинг, вредоносное ПО, атаки типа BadUSB: существует множество способов, с помощью которых хакеры могут обойти меры безопасности, принятые для защиты сетей от внешних атак, используя человеческую склонность к ошибкам.
Программное шифрование также считается менее надежным, чем аппаратное. Программное шифрование некоторые называют «удаляемым шифрованием», поскольку его потенциально могут обойти злоумышленники, осуществляющие физические атаки. Аппаратное шифрование часто считается более надежным, поскольку включает физическую защиту для предотвращения несанкционированного доступа.
Спросите специалиста
Планирование правильного решения требует понимания целей безопасности вашего проекта. Позвольте специалистам Kingston помочь вам.
Как работает шифрование в интернете. Вас легко взломать?
В закладки
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.
(16 голосов, общий рейтинг: 4.38 из 5)
�� Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram.
В закладки
Рассказываем о процессах, которые мы никогда не увидим.
Владимир Кузин
DIY-техноман. Уверен, что все можно сделать своими руками. Коллайдер не в счет.
Это глупейшая фишка iOS 12. Apple, сколько можно
Adobe показала, как будет выглядеть полноценный Photoshop для iPad
�� Читайте также . Всё по теме
Власти Франции разрешили Apple вернуть в продажу iPhone 12 после релиза iOS 17.1
Комиссия по международной торговле ITC запретила импорт Apple Watch в США. Apple ещё может оспорить
В iOS 17.2 нашли подтверждение новой системы обновления ПО в запечатанных iPhone
Visa запретила банкам открывать карты россиянам в странах, граничащих с Россией
Вышла iOS 17.2 beta 1. Много нового
Минцифры разработало технологию, позволяющую загрузить в смартфон фото из биометрического паспорта
В России будут выпускать электромобили в 2023 году быстрее, чем зарядные станции для них
Эти робоконусы сами регулируют движение в Китае. Аварийность уже снизилась
�� Комментарии 12
— — — 15 октябрь 2018
На каждый шифратор есть свой дешифратор.
И сервисы могут тоже чудить например ослабить шифрование для спец.служб как недавно было сказано в новостях про WhatsApp.
Внедрение бэкдоров и т.д.
Аппаратное шифрование всегда будет лучше программного за счет отдельного чипа генерирующий ключ и желательно чтоб этот чип был отдельным а такие устройств классифицируют по уровням и самому стойкому присваивают уровень 3. Там не только отдельный крипто-чип, но и так же все микросхемы залиты смолой для предотвращения доступа.
Флешки, внешние диски такие делают например компания “istorage” или “iRonKey”.
Облака типо iCloud все они отсылают данные по запросу в органы управления. лишь не многие могут похвастаться защитой типо “Mega”.
Айфон позиционируется как защищенное устройство, а на уже много лет взламывают и ставят любители джеил. А если можно поставить джеил то многое и другое можно сделать. Сколько базарят насчёт безопасности а по факту ни кто не знает что да как. От воров может и спасет как то.
То же Шифрование в Mac вроде оно и надежно, но хранить то за что тебя могут посадить всё же не стоит. На счёт чипа Т2 не знаю. ) Что за фрукт такой.
Phonerz 15 октябрь 2018
@- – -, T2 это как раз аппаратное шифрование. Но, вот iMessage безопасен лишь в теории. При использовании iCloud закрытая пара может быть перенесена на второе устройство.
А ещё тут упустили, что механизм асимметричного шифрования работает на исключение расшифровки методом перебора.
walkman00 16 октябрь 2018
@- – -, Вы немного путаете взлом устройства и доступ к личной информации. Например, вы можете сбросить пароль к ящику Protonmail и написать письмо от имени владельца, но получить доступ к его переписке не сможете, пока не получите старый пароль – там вся переписка шифруется.
Amir 15 октябрь 2018
“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.” Неверно. Сообщение шифруется публичным ключом адресата. Своим приватным ключом можно лишь расшифровывать полученные сообщения. Это и гарантирует, что написать могут все, а прочитать только владелец приватного ключа.
beks 15 октябрь 2018
В браузерах ассиметричное шифрование только для установки зашифрованного канала в рамках одной сессии с ппомощью сертификатов. Все пересылаемые данные дальше используют симметричное шифрование.
beks 15 октябрь 2018
Если imessage использует ассиметричное шифрование для кажжлого сообщения -это капец тупо
goodlookeralex 15 октябрь 2018
«Вас легко взломать?» – заголовки с такими вопросами набили оскомину!
lexx_ylt2 15 октябрь 2018
Ломают и ассиметричное. При доступе к каналу связи можно организовать промежуточный узел. Тоесть он сгенерирует свою пару, подменит пересылаемые открытые ключи своим, перешифрует сообщение и отправит дальше.
sam901 15 октябрь 2018
Вы если пишите статьи такие, то либо знакомьтесь с материалами лучше и копируйте нормальные источники, если самим головы не хватает, либо не вдавайтесь в подробности, которые все равно переврали. “Суть в том, что при ассиметричном шифровании расшифровать сообщение можно
лишь с помощью двух ключей”
Нет, никаких двух ключей не нужно. Асимметричная криптография намного сложнее, и не вся она позволяет шифровать как вздумается. Ее характеризует одно – связанная пара ключей. Дальше все разное. В RSA, по сути, любой ключ можно использовать для шифрования. Как правило, для этого используется публичный ключ, а расшифровывают закрытым. Помимо этого есть операция подписи, в этом случае шифрование происходит наоборот закрытым, а проверка подписи открытым. Почему разные ключи – потому что специфика операций разная, условия их применения.
Если эллиптические кривые со всякими DSA, то там возможна только подпись. Чисто математически возможно только закрытым ключом сделать подпись, а проверить открытым. “Сталкиваться с таким шифрованием вы могли, когда получали сообщение при открытии страницы «Небезопасное соединение»”
Нет. Когда браузер отказывается открывать HTTPS страницу из-за недоверия, это значит, что он просто не доверяет публичному ключу, который прислал сервер. Дальше начинаются сложности с цепочками подписи и корневыми сертификатами, но суть в одном – в ОС хранится конкретный список ключей публичных. Если сайт выдает, а его там нет, то браузер не доверяет. Больше это ничего не значит и до шифрования еще дело даже не доходит. “Сообщение тут же копируется и проходит процедуру шифрования с помощью хранящегося на девайсе приватного ключа”
Нет. Никто практически не шифрует ничего полезного с помощью асимметричных ключей. Как правило, в том числе iMessage, HTTPS сайты и почти все остальные, используют стандартную схему гибридного шифрования. Для каждого сообщения генерируется случайный ключ для симметричного шифрования (в данном случае AES-CTR), им шифруется сообщение. Сам ключ шифруется асимметричным ключом и передается вместе с сообщением. Плюс подпись этого всего, потому что шифрование, внезапно, не гарантирует целостности – можно поменять биты по пути, а на другой стороне никто этого не узнает. Зачем это все? Потому что асимметричное шифрование чертовски медленное. “Понять это можно, разобравшись в принципах работы одного из сервисов — iMessage”
Нет. iMessage это плохой пример. В нем была куча проблем, чему был посвящен доклад на HITB 2013. Может с тех пор что-то лучше стало, но глобально это все равно сломанная схема, если задача защититься от самой эпл и агенств безопасности. iMessage не предоставляет никакой защиты от чтения сообщений самой эпл и теми, кто ее об этом попросит. Совершенно не случайно тот же телеграф для защищенных чатов просит проверить забавную последовательность картинок на обоих сторонах. Так и создается защищенный канал, в котором уверены обе стороны. А в iMessage можно все сделать так, что никто ни о чем не узнает, а письма будут в открытом виде на их серверах. Не говоря о том, что возможен банальный бэкдор, т.к. это проприетарная реализация. И это все конечно без упоминания чрезвычайно важных вещей вроде хэшей, MAC, паддинга, генераторов случайных чисел и прочих вроде мелочей, из-за которых любой AES и RSA становится бесполезными. Не случайно никто в своем уме не должен реализовывать свои алгоритмы шифрования и даже свои комбинации уже имеющихся.
mikrotik 16 октябрь 2018
@sam901 , они слово “асимметричное” не могут грамотно написать, а вы от них хотите технической достоверности…