Что такое шифрование?

Цифровые данные можно защитить с помощью шифрования — математического кодирования с применением криптографии. Только лица, обладающие правильным ключом или паролем, могут расшифровать и прочитать данные. Цифровое шифрование использует алгоритм, который делает исходную информацию нечитаемой. В современном цифровом мире шифрование играет решающую роль в обеспечении безопасности личной информации, сообщений и финансовых транзакций.

Основы

Криптография — набор математических методов — служит основой для защиты цифровых данных посредством шифрования. С помощью алгоритма шифрование преобразует исходный текст, или открытый текст, в неразборчивую форму, известную как шифротекст.
Когда уполномоченным лицам требуется доступ к данным, применяется расшифровка с использованием двоичного ключа или пароля. Этот процесс возвращает шифротекст в открытый текст, позволяя пользователям восстановить исходную информацию.
Шифрование играет важную роль в защите конфиденциальных данных от киберугроз как для частных лиц, так и для организаций. Например, сайты, обрабатывающие номера кредитных карт и банковские реквизиты, шифруют такую информацию, чтобы противостоять краже личных данных и мошенничеству.

Как работает шифрование?

Шифрование, фундаментальный аспект цифровой безопасности, основано на принципе, что его стойкость зависит от длины используемого ключа шифрования. Раньше веб-разработчики применяли 40- или 56-битные ключи, что давало ограниченное число комбинаций для безопасности.
Однако к концу XX века хакерам удалось взломать такие ключи. В результате появился новый стандарт — Advanced Encryption Standard (AES). Принятый в 2001 году Национальным институтом стандартов и технологий США, AES предложил длины ключей 128, 192 и 256 бит.
Сегодня использование 256-битного шифрования стало нормой для банков, военных и государственных учреждений, обеспечивая повышенную защиту и устойчивость к потенциальным угрозам.

Типы шифрования

Асимметричное шифрование: приоритет — безопасность и проверка личности

Асимметричная криптография предпочитается, когда требуются максимальная безопасность и проверка подлинности. Она используется для цифровых подписей при онлайн-подписании документов и авторизации транзакций в блокчейн-системах, связанных с криптовалютами.
Алгоритмы с асимметричными ключами используют разные ключи для шифрования и расшифровки. Яркие примеры асимметричного шифрования — RSA и PKI. RSA обеспечивает безопасную передачу данных, шифруя их с помощью публичного ключа и расшифровывая соответствующим приватным ключом. Инфраструктура открытых ключей (PKI) управляет ключами шифрования, выдавая и администрируя цифровые сертификаты.

Симметричное шифрование: акцент на скорости

Когда приоритет отдаётся скорости, важное место занимает симметричное шифрование. Этот метод использует один секретный симметричный ключ для шифрования открытого текста и расшифровки шифротекста. Симметричное шифрование широко применяется при операциях с кредитными картами.
К симметричным методам относятся, например, стандарт DES (Data Encryption Standard), который использует блочный шифр с блоком 64 бита и 48-битные ключи. Ещё один широко применяемый стандарт — Advanced Encryption Standard (AES), признанный во всём мире эталоном шифрования данных и одобренный правительством США.

Преимущества шифрования

В цифровой среде шифрование становится ключевым инструментом для сохранения конфиденциальности данных, хранящихся на компьютерах, и для безопасной передачи по интернету. По мере того как организации всё активнее переходят на гибридные и мультиоблачные среды, растёт озабоченность безопасностью публичных облаков и защитой данных в сложных инфраструктурах.
Хотя провайдеры облачных услуг несут ответственность за безопасность облака, заказчики должны уделять приоритетное внимание защите данных в облаке, особенно конфиденциальной информации. Важно внедрять надёжные меры шифрования в сочетании с эффективным управлением ключами, контролем доступа и полноценным аудитом логов.
Шифрование приносит значительную пользу бизнесу и потребителям, обеспечивая защиту на уровне файлов, баз данных и приложений как для локальных, так и для облачных данных. Соответствие стандарту безопасности данных платёжных карт (PCI DSS) требует шифрования данных платёжных карт клиентов при хранении и передаче по публичным сетям, что дополнительно повышает защиту для продавцов.

Публичный ключ и приватный ключ

В асимметричной криптографии существует важное различие между публичным и приватным ключами. Эти ключи используются для шифрования и расшифровки данных. Публичный ключ можно свободно распространять, тогда как приватный ключ остаётся конфиденциальным и доступен только владельцу.
Используя этот подход, отправитель может зашифровать сообщение, применив публичный ключ получателя. Однако расшифровать такое сообщение можно только с помощью приватного ключа получателя. Это гарантирует, что доступ к зашифрованной информации будет только у адресата.

Роль хеширования в криптографии

Хеширование имеет важное значение в кибербезопасности и в различных криптовалютных протоколах, включая Биткойн. Этот криптографический приём преобразует данные в уникальную текстовую строку. Это математическая операция, которую легко выполнить, но трудно обратить.
В повседневной жизни люди сталкиваются с хешированием в контексте паролей. Например, при создании электронной почты провайдер не хранит сам пароль. Вместо этого пароль подвергается хеш-функции, и сохраняется полученный хеш. При последующих входах введённый пароль хешируется и сравнивается с сохранённым хешем. Доступ к почтовому ящику предоставляется только при совпадении хешей, что обеспечивает безопасность аутентификации.

Криптографические сбои

Криптографические сбои — это уязвимости в безопасности, которые приводят к раскрытию конфиденциальных данных, включая пароли, медицинские записи пациентов, коммерческие секреты, данные кредитных карт, адреса электронной почты и другую личную информацию пользователей. Часто такие сбои вызваны недостаточными или отсутствующими криптографическими алгоритмами.
Заметным примером стал инцидент 2013 года, когда компания Target подверглась кибератаке. Хакерам удалось скомпрометировать данные примерно 40 миллионов кредитных карт. Несмотря на наличие мер шифрования, продвинутые методы злоумышленников позволили обойти защиту, что привело к одной из крупнейших утечек данных в истории США. По этому делу проводились расследования Секретной службы США и Министерства юстиции.

Заключение

В современных цифровых условиях важно применять шифрование для защиты личной информации, сообщений и финансовых транзакций. Обеспечивая конфиденциальность цифровых данных, шифрование играет ключевую роль в защите чувствительной информации, хранящейся на компьютерных системах или передаваемой по интернету.
Существует множество методов шифрования, но Advanced Encryption Standard (AES) считается наиболее надёжным для защиты данных. Широко используемый в мировом масштабе и одобренный правительством США, AES подтверждает эффективность и надёжность шифрования в цифровой сфере.