Криптография появилась задолго до создания компьютеров и перенесения значительной части информации в цифровой мир. Еще в давние времена люди стремились защитить важные сообщения, прежде всего в виде текстов, от чужих глаз. Тогда они начали их шифровать, то есть преобразовывать текст в такой вид, в каком он был непонятен посторонним лицам. При этом адресат этого текста имел возможность и инструменты для прочтения послания. Для этого ему нужно было знать, по какому принципу шифр построен и какие средства нужно использовать для его прочтения (то есть он знал необходимый “ключ” к сообщению, который возвращал ему изначальный вид).
В шифровании на уровне приложений процесс шифрования осуществляется приложением, которое создаёт или изменяет данные, то есть он происходит перед записью в базу данных. Этот подход является более гибким, так как приложению известны роли или права доступа пользователей, а также информация о том, какие данные являются конфиденциальными[8][9]. Из-за стандартного характера шифрования, ограниченная длина блока делает возможным проведение криптоанализа со словарём. Вследствие этого подобные блоки открытого текста в сообщении представляются подобными блоками кодированного текста, давая криптоаналитику информацию о составе сообщения.
Шифрование базы данных
Когда Алиса вводит «секретный» пароль, компьютер проверяет, даёт или нет функция, применяемая к АЛИСА_ГЛАДИОЛУС, правильный результат РОМАШКА, хранящийся на диске компьютера. Стоит изменить хотя бы одну букву в имени или в пароле, и результат функции будет совершенно другим. Файл паролей может быть теперь просмотрен другими пользователями без потери секретности, так как функция практически необратимая. В результате можно обеспечить надёжное шифрование сообщений, сохраняя ключ расшифровки секретным для всех – даже для отправителей сообщений.
Хочется добавить, что такое открытие может принести очень много денег. Twofish является преемником алгоритма шифрования Blowfish с размером блока 128 бит, длиной ключа до 256 бит и количеством раундов 16. Twofish использует предварительно вычисляемые S-блокои, зависящие от ключей.
Он может также использоваться между шлюзами для защиты туннелей, организованных каким-нибудь другим способом (см., например, L2TP). У подхода есть минус — множество отдельных файлов, которые генерирует программа. В некоторых облачных сервисах можно быстро столкнуться с ограничением на максимальное число файлов. К тому же, при шифровании файлов, размером менее нескольких МБ, CryFS увеличивает занимаемое ими место, из-за фиксированного размера шифрованного блока. Но главный недостаток утилиты заключается в том, что она все еще находится в стадии бета-тестирования. В RClone шифрование выполняется с помощью NaCl SecretBox, при помощи алгоритмов XSalsa20 и Poly1305, которые также обеспечивают целостность файлов.
Шифрование DES
Он был описан в 1977 году Национальным бюро стандартов Соединённых Штатов Америки. Он необходим для защиты от незаконного доступа к важной информации в организациях. Типичным способом построения алгоритмов симметричного шифрования является сеть Фейстеля. Алгоритм строит схему шифрования на основе функции F(D, K), где D — порция данных размером вдвое меньше блока шифрования, а K — «ключ прохода» для данного прохода.
Стандарт шифрования подразумевает полное описание алгоритма шифрования с S и P блоками. В рамках стандарта размер ключа и количество раундов может варироваться. Как правило такой стандарт создаётся в процессе конкурса, где разные компании предлагают свои реализации алгоритма шифрования, которые должны быть устойчивы ко всем известным видам криптоанализа. В частности, устаревший ныне стандарт DES был разработан на базе алгоритма шифрования «Люцифер» компании IBM. Продуктивными системами криптографической защиты являются асимметричные криптосистемы или системы с открытым ключом.
Математические бэкдоры в алгоритмах шифрования
По сути, SA является набором параметров, характеризующим соединение. Например, используемые алгоритм шифрования и хеш-функция, секретные ключи, номер пакета и др. Для достижения безопасности достаточно одного S-блока, но такой блок будет требовать большого объёма памяти. S-блок замещает маленький блок входных бит на другой блок выходных бит. Эта замена должна быть взаимно однозначной, чтобы гарантировать обратимость.
- Настроив политику безопасности соответствующим образом, можно, например, запретить веб-трафик.
- Симметричное шифрование использует один ключ для шифрования и для дешифрования данных.
- Для линейного и дифференциального криптоанализа требуется достаточно большой объём памяти для сохранения выбранных (известных) открытых текстов до начала атаки.
- Шифрование заключается в перестановке бит 64-битового блока, 16 циклах, и в конечной перестановке битов.
- Протокол AH используется для аутентификации, то есть для подтверждения того, что мы связываемся именно с тем, с кем предполагаем, и что данные, которые мы получаем, не искажены при передаче[9].
- Для генерации ЭП и для расшифровки сообщения используется закрытый ключ[1].
В основе асимметричных алгоритмов шифрования – идея односторонних функций ƒ(х), в которых найти х совершенно просто, однако даже когда х известен, значение ƒ(х) определить практически невозможно. В качестве примера подобной функции можно привести справочник телефонных номеров крупного города. Если вы знаете фамилию и инициалы человека, то запросто отыщете тут его номер телефона, но обратное действие (по номеру найти человека) намного сложнее. Подходов к шифрованию существует несколько, и каждый имеет свои особенности. В нашей статье мы расскажем, какие бывают алгоритмы шифрования, как они реализовываются и какие требования к ним предъявляют. Следует сразу же оговориться, что гибридное шифрование не является «отдельным методом», как симметричное или асимметричное, в нем используются все преимущества обоих методов и создается синергия надежных систем шифрования.
Многие веб-сайты используют протокол SSL (Secure Sockets Layer), который шифрует данные, отправляемые на веб-сайт и с него, лишая хакеров возможности доступа к этим данным в ходе их передачи. Однако в последнее время на смену SSL пришел протокол TLS (Transport Layer Security), стандартный протокол шифрования для аутентификации серверов — источников веб-контента и https://www.xcritical.com/ обеспечения безопасности HTTP-запросов и ответов. А взломать этот алгоритм можно через майнинг-ферму (нужно лишь слегка перенастроить). Собственный алгоритм шифрования есть у эфириума, но там свои нюансы. В случае с биткоином применяются асики (интегральные микросхемы узкой направленности), которые «умеют» делать лишь одну операцию – перебирать хеши в SHA-256.
Также есть реализации, поддерживающие локальный механизм восстановления данных «вопрос-ответ»[14]. Но такие подходы уменьшают защищённость данных, поэтому многие компании не разрешают использовать их. Утрата аутентификатора может привести к потере доступа к данным или к доступу злоумышленника к ним[15]. Trusted Platform Module (TPM) — это безопасный криптопроцессор, встроенный в материнскую плату, который может быть использован для аутентификации аппаратных устройств. Так же он может хранить большие двоичные данные, например секретные ключи, и связывать их с конфигурацией целевой системы, в результате чего они будут зашифрованы, и расшифровать их можно будет только на выбранном устройстве[8].
При установке на компьютер специализированного шифровального оборудования будет возникать меньше проблем, чем при добавлении в системное программное обеспечение функций шифрования данных. В самом лучшем случае шифрование должно производиться так, чтобы пользователь не замечал его. Чтобы сделать это при помощи программных средств, они должны быть спрятаны достаточно глубоко в операционной системе. Проделать эту операцию безболезненно с отлаженной операционной системой очень непросто. Но подсоединить шифровальное устройство к персональному компьютеру или к модему сможет любой непрофессионал[2].
Операции подстановки выполняются как замена значения некоей части сообщения (часто в 4, 6 или 8 бит) на стандартное, жестко встроенное в алгоритм иное число путём обращения к константному массиву. При дешифровании текст вписывается в квадрат, и открытый текст читается в последовательности чисел «магического квадрата». Программа должна генерировать «магические квадраты» и по ключу выбирать необходимый. Новые вызовы и опасности, с которыми сегодня все чаще и чаще сталкиваются люди и организации в киберпространстве, требуют от них наибольшего внимания и осознанности.
Алгоритм AES (Rijndael) на данный момент является федеральным стандартом шифрования США. В качестве стандарта утвержден Министерством торговли в $2001$ г. Возможными размерами ключа являются ключи $128, 192$ и $256$ бит. Безопасная платформа Dropbox предлагает современные стандарты шифрования для защиты конфиденциальных данных вашей компании от атак методом подбора, вредоносных программ, программ-шантажистов и утечек данных.
Этих уровней (их еще называет проходами) может быть очень много и каждый – со своим ключом (ключ прохода). Алгоритм отправителя случайными символами шифрует послание по определенным правилам (эти правила криптография и шифрование — ключ от шифра). После того как сообщение приходит адресату, его алгоритм, имея у себя те же правила шифровки, что и у отправителя, с легкостью может прочитать сообщение, расшифровав его.