Киберкрепость: всестороннее руководство по компьютерной безопасности

Криптография — это практика защиты информации путем ее преобразования в нечитаемый формат, известный как шифротекст. Шифрование данных — это особый вид криптографии, направленный на защиту данных в состоянии покоя и при транспортировке. Существует два основных типа шифрования: симметричное и асимметричное.

Симметричное шифрование, известное также как шифрование с секретным ключом, использует один ключ как для шифрования, так и для дешифровки. Отправитель и получатель сообщения должны иметь один и тот же ключ, и он должен храниться в секрете для обеспечения безопасности коммуникации. Примеры симметричных алгоритмов шифрования — Advanced Encryption Standard (AES) и Blowfish. Асимметричное шифрование, также известное как шифрование с открытым ключом, использует пару ключей — открытый и закрытый. Открытый ключ применяется для шифрования сообщения, а закрытый — для его расшифровки. Получатель сообщения делает свой открытый ключ доступным, в то время как закрытый ключ хранится в секрете. Примеры асимметричных алгоритмов шифрования — RSA и криптография эллиптических кривых (Elliptic Curve Cryptography, ECC). Асимметричное шифрование считается более безопасным, чем симметричное, поскольку закрытым ключом не обмениваются и его не передают, что снижает риск компрометации. Оно часто используется для безопасных коммуникаций, таких как цифровые подписи, и для безопасного обмена ключами, например в Transport Layer Security (TLS). Однако асимметричное шифрование медленнее и требует больших вычислительных затрат, чем симметричное, поэтому для повышения производительности его обычно задействуют в сочетании с симметричным шифрованием.

Цифровые подписи и аутентификация

Цифровые подписи и аутентификация — это важные компоненты криптографии и шифрования данных. Они служат для обеспечения подлинности и целостности электронных документов, сообщений и других цифровых данных. Для шифрования и расшифровки сообщения задействуется пара ключей, закрытый и открытый. Отправитель сообщения использует свой закрытый ключ для шифрования сообщения, а получатель применяет открытый ключ отправителя для его расшифровки. Это гарантирует, что сообщение может прочитать только тот, кому оно предназначено, и что оно не было подделано.

Аутентификация — это процесс проверки личности пользователя или устройства. В контексте цифровых подписей с помощью аутентификации проверяют, что человек или устройство, выдающие себя за отправителя сообщения, действительно являются таковыми. Обычно это делается сравнением цифровой подписи на сообщении с открытым ключом отправителя.

Существуют различные типы цифровых подписей, такие как RSA, DSA, ECDSA и EdDSA. Эти алгоритмы используют различные математические функции для генерации ключей и подписания сообщений и обладают различными свойствами безопасности. Например, RSA и DSA основаны на сложности факторизации больших составных чисел, а ECDSA и EdDSA — на сложности решения задачи дискретного логарифма в конечном поле или эллиптической кривой.

Помимо цифровых подписей в отрасли все большее распространение получают другие формы аутентификации — многофакторная и беспарольная. Многофакторная аутентификация объединяет то, что пользователь знает (например, пароль), с тем, что у него есть (например, смартфон) или чем он является (например, отпечаток пальца), чтобы обеспечить дополнительный уровень безопасности. Беспарольная аутентификация полностью устраняет необходимость в пароле, используя другие формы аутентификации, такие как биометрические данные или ключ безопасности.

Управление ключами и генерация ключей

Управление ключами и генерация ключей — важнейшие компоненты криптографии и шифрования данных. Управление ключами — это процесс создания и хранения криптографических ключей, которые используются для шифрования и расшифровки данных, а также управления ими. Генерация ключей — это создание новых ключей либо случайным образом, либо по определенному алгоритму.

Правильное управление ключами гарантирует, что нужные ключи используются нужными сторонами и находятся в безопасности. Это подразумевает защиту ключей от несанкционированного доступа, их защиту во время передачи и регулярную смену для предотвращения компрометации. Генерация ключей также важна, поскольку она гарантирует, что ключи, применяемые для шифрования, действительно случайны и уникальны.

Существует несколько методов управления ключами и генерации ключей, например:

• инфраструктура открытых ключей (PKI);

• ключевой эскроу;

• аппаратные модули безопасности (Hardware Security Modules, HSM);

• протокол совместимости управления ключами (Key Management Interoperability Protocol, KMIP).

Комбинирование этих методов может обеспечить надежную и безопасную систему управления ключами и их генерации.

Стандарты шифрования и лучшие практики