Что такое шифрование: вся информация о современном шифровании данных

С термином «шифрование» сталкивались многие, но далеко не все знают, что конкретно оно означает. Шифрование представляет собой кодирование информации и применяется в разных онлайн-сервисах, чтобы защищать пользовательские данные. Это может быть электронная почта, мгновенные текстовые сообщения, банковские сведения, хранящиеся в облачных сервисах файлы и т.д.

Ниже мы подробно расскажем о том, что такое шифрование, о разных его видах, каким именно способом оно защищает данные и почему важно пользоваться им.

Что такое шифрование?

Шифрование изобрели далеко не вчера и даже не в нашу цифровую эпоху. Криптография была известна ещё в Древнем Египте. В те времена засекреченные сообщения обычно шифровали при помощи замены символов. Известный шифр Цезаря менял одну букву на другую фиксированным числом пробелов в алфавите.

Базовые принципы шифрования остались неизменными с тех времён. В цифровом шифровании берётся читаемый текст, известный также простой текст, и зашифровывается. Это делается при помощи алгоритмов шифрования, которые стали значительно сложнее и труднее для взлома, чем древние с заменой одного символа.

Это произошло благодаря использованию переменных, также известных как ключи. Они генерируются случайным образом и являются уникальными. В некоторых системах шифрования ключи генерируются для каждой новой сессии шифрования. Если злоумышленник хочет похитить данные вашей кредитной карты, он должен знать применяемый алгоритм шифрования данных и ключ.

Получить эти сведения непросто, благодаря чему шифрование хорошо защищает от метода простого угадывания (брутфорс, подбор паролей). Также по этой причине шифрование можно считать одним из лучших методов защиты данных в интернете.

Виды шифрования

Есть два основных типа шифрования: симметричное и асимметричное. Главное отличие между ними заключается в применении ключей.

В симметричном шифровании используется один ключ для шифрования и дешифрования данных. Такой ключ должен быть установлен на устройствах обоих собеседников.

Асимметричное шифрование (шифрование с открытым ключом) применяет два ключа. Один из этих ключей является частным, второй открытым. Частный ключ располагается на вашем устройстве, а открытый ключ устройство отправляет на другое устройство, с которым вы будете связываться.

Принимающее устройство тоже требует собственного частного ключа для декодирования зашифрованных данных. Именно поэтому слово «открытый» не должно пугать. Никто не сможет получить доступ к информации без нужного частного ключа.

Алгоритмы шифрования

Ниже будут перечислены пять наиболее распространённых алгоритмов шифрования и методы их работы.

AES — The Advanced Encryption

Один из самых защищённых алгоритмов симметричного шифрования в наши дни. Здесь применяется шифр с размером блока 128 бит и длиной ключа 128, 192 или 256 бит. Этот алгоритм выбирают многочисленные организации, в том числе правительство США.

Triple DES

Когда первоначальный Data Encryption Standard (DES) стал уязвимым перед атаками, его заменили на новый вариант. Назвали его так потому, что используются три 56-битных ключа. Это алгоритмы симметричного шифрования, но в последнее время его заменили на более надёжные варианты, вроде вышеназванного AES.

Blowfish

Этот алгоритм шифрования создан экспертом по безопасности Брюсом Шнайером. Он также появился в качестве замены морально устаревшему алгоритму DES. Данный алгоритм представляет собой блочный шифр с симметричным ключом и является одним из наиболее безопасных. Благодаря статусу публично доступного этот алгоритм может использовать любой желающий.

Twofish

Автором данного алгоритма также является Брюс Шнайер и этот вариант более продвинутый по сравнению с Blowfish. Этот алгоритм шифрования симметричный и длина ключа может достигать 256 бит. Он не только быстрый и надёжный, но и также доступный для всех желающих.

RSA

Ассиметричный алгоритм шифрования, один из наиболее старых и широко используемых стандартов шифрования в сети. Он относительно медленный, но считается очень защищённым.

Для чего нужны алгоритмы шифрования?

Для чего нужны эти сложные технологии защиты данных? В первую очередь для защиты информации и конфиденциальности при работе в интернете. Когда вы отправляете электронное письмо, совершаете покупки в сетевых магазинах, переписываетесь с друзьями или храните файлы в облачных хранилищах, эту информацию нужно защищать.

Вы можете не знать об этом, но многие сервисы, которыми вы пользуетесь, применяют тот или иной алгоритм шифрования. Ниже описаны некоторые популярные методы применения шифрования и как они функционируют.

Сквозное шифрование

Популярность сквозного шифрования в последние годы растёт и вы могли слышать о нём. Значительная часть информации, которую вы отправляете через интернет, хранится у третьих лиц. Например, электронная почта хранится у провайдера электронной почты. Даже если информация зашифрована, шифрование обычно происходит только при передаче. Когда информация просто хранится у вас или у получателя, такого уровня защиты может не быть.

Это не относится к сквозному шифрованию. При его использовании прочитать информацию могут только отправитель и получатель. Даже ваш провайдер интернета или провайдер электронной почты не могут прочитать содержимое вашей переписки. Это отличный вариант для тех, кто хочет сохранить свои тайны. Конечно, даже он не гарантирует надёжность на 100%, но это лучше чем ничего и лучше большинства других вариантов шифрования.

Сквозное шифрование применяется во многих популярных мессенджерах и у провайдеров электронной почты, таких как Signal, WhatsApp, Proton Mail.

HTTPS

Если вы не хотите, чтобы о ваших привычках при работе в интернете кто-то узнал, следует по максимуму применять HTTPS. Этот протокол используется в интернете и часто отображается в виде закрытого замка в адресной строке браузера. Он нужен для обеспечения безопасного соединения при помощи шифрования TLS (Transport Layer Security) или SSL (Secure Sockets Layer).

HTTPS выполняет авторизацию вашего подключения, запрашивая сертификат цифрового или публичного ключа, который должен быть подписан доверенным третьим лицом. HTTPS обычно защищает ваши данные во время передачи. Это уменьшает его конфиденциальность, но всё равно защита HTTPS считается обязательной.

Чтобы убедиться, что вы используете HTTPS, поставьте в браузер расширение вроде HTTPS Everywhere (по этой ссылке Google Chrome). Оно доступно для популярных браузеров Chrome, Firefox, Opera, Firefox на Android.

Шифрование в облачных хранилищах

Сохранение фотографий, видео, документов, любых других файлов в облаке сейчас очень популярно. Естественно, нужно защищать эти файлы. Облачные хранилища предлагают ту или иную форму шифрования.

Существует три типа данных, с которыми работают облачные хранилища: данные в состоянии покоя, данные при передаче и данные в работе. Эти названия говорят сами за себя. В первом случае данные просто лежат на сервере, во втором передаются от одного пользователя к другому, в третьем с файлами ведётся работа и их трудно зашифровать.

Зашифрованы данные или нет, зависит от конкретного провайдера. Некоторые зашифровывают данные в состоянии покоя и при передаче, другие шифруют только данные, которые посчитают конфиденциальными. Виды шифрования также разные у разных провайдеров. Сквозное шифрование в облачных хранилищах пока не распространено.

Тем не менее, большинство популярных сервисов облачного хранения обеспечивают шифрование TSL/SSL при передаче данных и иногда при хранении данных. Dropbox предлагает инструменты сквозного шифрования вроде Boxcryptor. Они могут шифровать файлы локально на вашем компьютере, прежде чем вы отправите их в облако.

Шифрование диска

Чтобы обеспечить более высокий уровень защиты, можно шифровать хранящиеся на компьютере файлы. Здесь на помощь приходит шифрование диска. Можно зашифровать содержимое всего жёсткого диска.

Существует два способа шифрования диска: программное и аппаратное шифрование. При аппаратном шифровании нужен самошифрующийся диск. Шифрование и дешифрование данных на нём происходит автоматически, пользователю ничего не придётся делать самому. Это могут быть как жёсткие диски, так и твердотельные накопители от популярных производителей, вроде Samsung, Seagate, Toshiba. Естественно, они дороже обычных носителей.

Если для вас это слишком дорого, можно использовать программное шифрование существующих дисков. Есть множество приложений такого рода. Программное шифрование обычно работает в реальном времени, это также называется шифрованием на лету. Шифрование и дешифрование данных выполняется при загрузке и сохранении на диск.

В зависимости от конкретной программы может скорость работы компьютера может замедляться по-разному. Это можно потерпеть ради обеспечения безопасности данных. Приложение BitLocker применяет алгоритм шифрования AES с ключами 128 и 256 бит. Это делает программу отличным вариантом для защиты и обеспечения конфиденциальности данных.

Вы считаете, что вам нечего скрывать и нечего бояться? В любом случае, сбор данных является крупным бизнесом. Пусть даже вы не боитесь, что кто-то будет знать, какие сайты вы посещаете в интернете и что покупаете, вряд ли вы обрадуетесь краже информации о кредитной карте и личных фотографий. Здесь на помощь приходит шифрование. Вот какие его главные преимущества:

1. Конфиденциальность. Многие личные разговоры и рабочая переписка должны оставаться тайной. Это же можно сказать про фотографии, видео, документы. Если вы не хотите, чтобы их видел кто-то кроме вас и получателя, применяйте шифрование.

2. Безопасность. Из-за пандемии пользоваться интернетом стали чаще прежнего и во многих случаях требуется ввод персональной информации. Она нужна при покупке чего-то в интернете, записи в поликлинику, уплате налогов. Никто не захочет, чтобы у него украли финансовые сведения или другие персональные данные. Шифрование не защитит на 100%, у него есть уязвимости, но без него получить доступ к вашим данным намного проще.

Вопросы и ответы

Насколько надёжно шифрование?

Шифрование увеличивает безопасность и конфиденциальность при работе в интернете, но лазейки всегда остаются. Уровень безопасности зависит от типа шифрования. При любом шифровании утечка данных с серверов и слабые пароли могут привести к краже информации.

Можно ли взломать зашифрованные данные?

Да, зашифрованные данные можно расшифровать. Правда, на это потребуется много времени и ресурсов. Обычно зашифрованные данные взламывают при помощи украденных ключей.

Можно ли зашифровать зашифрованные данные ещё раз?

Да, множественное шифрование возможно. Можно использовать тот же алгоритм или другой, но это встречается нечасто. Большинство современных методов шифрования трудно взломать простым перебором вариантов и повторное шифрование не нужно.

Какой высочайший уровень шифрования?

256-битный алгоритм шифрования AES считается самым защищённым. С 2001 года его использует правительство США и многие организации.

В каких мессенджерах есть сквозное шифрование?

По умолчанию сквозное шифрование доступно в Signal, WhatsApp, iMessage. Многие популярные приложения вроде Telegram также предлагают его, но только в секретных или частных чатах.

Видео о том, что такое шифрование простыми словами:

futuredeveloper