Преимущество симметричных систем в том, что они больше изучены, проще в применении, шифруют быстро, и при меньшей допустимой длине ключа дают ту же стойкость. Подходов к шифрованию существует несколько, и каждый имеет свои особенности. В нашей статье мы расскажем, какие бывают алгоритмы шифрования, как они реализовываются методы шифрования данных и какие требования к ним предъявляют.
АЛГОРИТМЫ ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»
Дабы использовать асимметричное шифрование, необходимо сгенерировать два математически связанных ключа. Один – это приватный ключ, доступ к которому имеете только вы. Асимметричное шифрование используется для защиты информации при ее передаче, также на его принципах построена работа электронных подписей.
4.2 Классические алгоритмы шифрования данных. Программные средства защиты
В ходе симметричного шифрования для подстановки и перестановки исходных данных задействуются сложные, многоуровневые алгоритмы. Этих уровней (их еще называет проходами) может быть очень много и каждый – со своим ключом (ключ прохода). Это один из первых алгоритмов кодирования, разработанных человеком. При шифровании таким методом ключ, используемый для зашифровки данных, совпадает с ключом для их расшифровки. Наиболее распространенным алгоритмом с асимметричным шифрованием является алгоритм RSA, в основе которого лежит вычислительная сложность задачи факторизации больших целых чисел. Длина ключа RSA теоретически не ограничивается, но обычно составляет от 1024 до 8192 бит.
Сравнение способов защиты информации: аппаратное и программное шифрование
В 1466 году итальянский ученый-математик Леон Альберти изобрел шифровальное устройство в виде диска с двумя вращающимися частями — внешней и внутренней. 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». Получатель использует открытый ключ отправителя для извлечения хеша из подписи, затем сообщение снова хешируется для сравнения с извлеченным хешем.
- Алгоритмы шифрования необходимы для сохранения конфиденциальности информации, которая передается в той или иной сети.
- Скорее всего, вы уже сталкивались с простейшей криптографией и, возможно, знаете некоторые способы шифрования.
- До начала 90-х годов этот алгоритм шифрования считался самым сильным.
- Метод позволил использовать новую форму шифрования, называемую алгоритмами асимметричного ключа.
Применение асимметричных алгоритмов
RSA основан на сложности факторизации больших полупростых чисел. Принцип работы шифра основан на том, что два больших простых числа легко умножить друг на друга, а вот получить эти числа назад (то есть факторизовать) — сложно. Шифр использует матрицу 5×5, заполненную ключевым словом и остальными буквами алфавита (буквы I и J объединяются). Сообщение делится на пары, и каждая пара шифруется в зависимости от положения букв в матрице. Такой шифр сложнее взломать из-за использования сразу нескольких способов обработки сообщения. Даже если попытаться подобрать ключ, то, скорее всего, ничего не выйдет.
Предотвращение потери данных в современном мире удаленной работы
Второй же должен использоваться для данных, передаваемых другим лицам. Так, если информация в электронной почте шифруется только симметричным способом, то злоумышленник может украсть или скомпрометировать ее, получив общий ключ. Кроме того, ассиметричное шифрование применяется при создании цифровых подписей, обмене цифровыми сертификатами и иной конфиденциальной информацией.
Защита важных данных в энергетическом секторе с помощью накопителей с шифрованием Kingston IronKey
Каждый ротор имел 26 сечений, что соответствовало отдельной букве алфавита, а так же 26 контактов для взаимодействия с соседними роторами. Свою известность она получила благодаря тому, что она имела более ста триллионов различных шифров. Мало того, что количество возможных ключей настолько велико, так шифр еще и менялся прямо во время набора сообщения. Так что, чтобы обладатели Энигмы имели один и тот же ключ шифрования, роторы каждый день выставляли определенным образом.
Асимметричные алгоритмы шифрования
Если вы точно знаете, что открытый ключ принадлежит отправителю и расшифровка открытого ключа прошла успешно, можете быть уверены, что сообщение действительно пришло от отправителя. Совпадение хешей говорит о том, что сообщение не было никак изменено. Но как понять, что открытый ключ сервера принадлежит именно этому серверу? Наиболее распространенный метод (и тот, который используется в интернете) – использование инфраструктуры открытых ключей (PKI). В случае веб-сайтов существует Центр сертификации, у которого есть каталог всех сайтов, на которые были выданы сертификаты и открытые ключи.
Как оставаться в безопасности в цифровом мире
Для шифрования данных алгоритм используется 16-раундовый шифр. Симметричное шифрование использует один ключ для шифрования и для дешифрования данных. Это самый простой и широко известный метод шифрования, но при этом менее безопасный. Чаще всего используется для шифрования данных, хранящихся в базе данных, поскольку они должны быть зашифрованы только до тех пор, пока к ним не потребуется доступ в будущем. По-настоящему безопасное шифрование использует достаточно сложные ключи, чтобы третья сторона не смогла расшифровать или взломать зашифрованные данные путем подбора ключа.
Однако шифр был относительно слабым, так как повторялся через каждые 26 букв в сообщении. В 1790 году будущий американский президент Томас Джефферсон изобрел устройство, названное «цилиндром Джефферсона». Это устройство представляло собой 36 вращающихся дисков на одной оси, на каждом из которых в произвольном порядке были написаны буквы, составляющие сообщение на одной линии.
Утилит для их взлома достаточно много, самые современные из них способны подобрать ключ за несколько часов. Спустя 500 лет шифрование стало повсеместно использоваться при оставлении текстов религиозного содержания, молитв и важных государственных документов. Зашифрованное сообщение, довольно сложно понять, что шифр настолько прост, и тем самым он защитит нашу информацию, по крайней мере на какое-то время.
Другое название асимметричных шрифтов – криптосистемы с открытым ключом. Суть здесь в том, что ключ в открытом виде передается по открытому каналу и применяется для того, чтобы проверить подлинность электронной подписи и зашифровать послание. А вот создание электронной подписи и дешифровка осуществляется с помощью уже другого, засекреченного ключа. В 1467 году Леон Баттиста Альберти, считающийся отцом современной криптографии, наиболее полно исследовал использование шифров, включающих два алфавита — упорядоченный и написанный в хаотичной последовательности. Альберти использовал шифровальный диск из меди с двумя алфавитными кольцами, которые при прокручивании обеспечивали двойное шифрование.
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. В 1976 году исследователи Уитфилд Хеллман и Мартин Диффи представили метод для безопасного обмена криптографическими ключами. Он предполагает наличие у сторон открытых ключей в виде общих чисел, которые передаются по незащищенному каналу связи и могут быть раскрыты. Однако стороны обмена данными генерируют с помощью этих чисел закрытый ключ путем математических операций, в которые не может вмешаться посторонний. Для вычисления ключа не требуются большие мощности, а вот его расшифровка практически невозможна при помощи обычного компьютера.
В 1500 году итальянец Джованни Баттиста Беллазо опубликовал шифр, который впервые предполагал использование буквенного пароля. Если его записать над открытым текстом, то буква пароля, расположенная над буквой текста, будет указывать на алфавит шифровальной таблицы. В 1586 французский посол в Италии Блез де Виженер создал более сильный шифр с автоматическим ключом.
Принцип дешифратора Тьюринга заключается в переборе возможных вариантов ключа шифра, если была известна структура дешифруемого сообщения или часть открытого текста. Эта работа заложила большую часть основополагающей теории алгоритмических вычислений и приблизила разработку современных компьютеров. 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. Асимметричное шифрование решает главную проблему симметричного метода, при котором для кодирования и восстановления данных используется один и тот же ключ.
Шифрование каждый день обеспечивает личную безопасность миллиардов людей по всему миру. Шифрование используется для защиты данных, хранящихся в компьютерных системах, и данных, передаваемых через компьютерные сети, включая, финансовые транзакции и обмен личными сообщениями. Для надежной защиты данных необходимо подобрать наиболее эффективный алгоритм. При использовании комбинированных методов шифрования стойкость шифра равна произведению стойкостей отдельных методов. Поэтому комбинированное шифрование является наиболее надежным способом криптографического закрытия. Именно такой метод был положен в основу работы всех известных в настоящее время шифрующих аппаратов.
Он считается одним из первых методов шифрования, устойчивых к частотному анализу. Подводя итоги и вспоминая, что шифрование нужно для конфиденциальности, целостности и идентификации, можно сказать, что симметричный метод обеспечивает конфиденциальность и целостность информации, а ассиметричный еще и идентификацию. Все зависит от задач, которые Вы хотите решить таким способом.
