В эпоху, когда киберугрозы становятся все более изощренными, шифрование данных является ключевым элементом в арсенале защиты любой организации. Это не просто способ обеспечения конфиденциальности; это фундаментальная стратегия, обеспечивающая безопасность важнейших корпоративных данных.
Перед лицом множества доступных методов шифрования, как бизнесу сделать правильный выбор?
С ростом числа киберпреступлений утешает осознание, что для каждого потенциального взлома существует множество стратегий защиты. Ключевым аспектом является понимание того, какие методы шифрования наилучшим образом соответствуют потребностям вашего бизнеса и его специфическим угрозам. В этой статье мы рассмотрим различные типы и техники шифрования данных, помогая вам определить, какие из них будут наиболее эффективны для защиты вашей корпоративной информации в условиях постоянно меняющегося киберландшафта.
Что такое шифрование данных?
Шифрование данных – это метод защиты данных путем их кодирования таким образом, что расшифровать их или получить доступ к ним может только человек, обладающий правильным ключом шифрования. Когда физическое или юридическое лицо получает доступ к зашифрованным данным без разрешения, они выглядят зашифрованными или нечитаемыми.
Шифрование данных – это процесс преобразования данных из читаемого формата в скремблированную информацию. Это делается для того, чтобы посторонние не смогли прочитать конфиденциальные данные при их передаче. Шифрование может применяться к документам, файлам, сообщениям и любым другим формам передачи данных по сети.
Для сохранения целостности наших данных шифрование является важнейшим инструментом, значение которого трудно переоценить. Практически все, что мы видим в Интернете, проходит через тот или иной уровень шифрования, будь то веб-сайты или приложения.
Известные эксперты в области антивирусной защиты и защиты конечных точек определяют шифрование как:
…преобразование данных из читаемого формата в закодированный, который может быть прочитан или обработан только после расшифровки
Шифрование считается основным элементом защиты данных, широко используемым крупными организациями, малыми предприятиями и индивидуальными потребителями. Это наиболее простое и надежное средство защиты информации, передаваемой от конечных устройств к серверам.
Учитывая повышенный риск киберпреступлений, каждый человек и группа людей, использующие Интернет, должны знать и применять, как минимум, базовые методы шифрования.
Как работает шифрование данных?
Данные, которые необходимо зашифровать, называются открытым текстом или чистым текстом. Открытый текст должен быть пропущен через некоторые алгоритмы шифрования, которые, по сути, являются математическими вычислениями, выполняемыми над исходной информацией. Существует множество алгоритмов шифрования, каждый из которых различается по областям применения и показателям безопасности.
Кроме алгоритмов, необходим также ключ шифрования. С помощью этого ключа и соответствующего алгоритма шифрования открытый текст преобразуется в зашифрованный фрагмент данных, называемый шифротекстом. Вместо того чтобы отправить открытый текст получателю, шифротекст передается по незащищенным каналам связи.
После того как шифротекст попадает к получателю, он может использовать ключ дешифрования для преобразования шифротекста обратно в его исходный читаемый формат, т.е. в открытый текст. Этот ключ дешифрования должен постоянно храниться в секрете и может быть аналогичен или не аналогичен ключу, использованному для шифрования сообщения. Поясним это на примере.
Пример шифрования в мессенджере
Женщина хочет отправить своему парню личное сообщение и шифрует его с помощью специализированного программного обеспечения, которое кодирует данные в нечитаемую тарабарщину. Затем она отправляет сообщение, а ее парень, в свою очередь, использует правильную расшифровку для его перевода.
К счастью, ключи выполняют всю работу по шифрованию/дешифрованию, оставляя обоим людям больше времени для созерцания тлеющих руин своих отношений в полном уединении.
В рамках изучения эффективных методов шифрования, давайте выясним, зачем нам нужно шифрование.
Для чего нужно шифрование данных?
Если кто-то задается вопросом, почему организациям необходимо применять шифрование, то следует помнить об этих четырех причинах:
- Аутентификация: Шифрование с открытым ключом подтверждает, что сервер, на котором расположен сайт, владеет закрытым ключом и, следовательно, получил SSL-сертификат на законных основаниях. В мире, где существует множество мошеннических сайтов, это очень важная характеристика.
- Конфиденциальность: Шифрование гарантирует, что никто не сможет прочитать сообщения или получить доступ к данным, кроме законного получателя или владельца данных. Эта мера не позволяет злоумышленникам, хакерам, интернет-провайдерам, спамерам и даже государственным учреждениям получать доступ к персональным данным и читать их.
- Соответствие нормативным требованиям: Во многих отраслях и государственных ведомствах действуют правила, требующие от организаций, работающих с персональными данными пользователей, хранить эти данные в зашифрованном виде. К числу нормативных документов и стандартов, обеспечивающих соблюдение требований к шифрованию, относятся HIPAA, PCI-DSS и GDPR.
- Безопасность: Шифрование помогает защитить информацию от утечки, независимо от того, где она находится – на месте или в пути. Например, даже если корпоративное устройство будет потеряно или украдено, данные, хранящиеся на нем, скорее всего, будут в безопасности, если жесткий диск правильно зашифрован. Шифрование также помогает защитить данные от вредоносных действий, таких как атаки типа “человек посередине”, и позволяет сторонам общаться, не опасаясь утечки данных.
Ознакомимся с основными видами методов шифрования данных.
Каковы 3 типа технологий шифрования данных?
Существует несколько подходов к шифрованию данных. Большинство специалистов по интернет-безопасности (ИБ) разделяют шифрование на три различных метода: симметричное, асимметричное и хэширование. Они, в свою очередь, подразделяются на различные типы. Мы рассмотрим каждый из них в отдельности.
Что такое симметричный метод шифрования?
Этот метод, называемый также криптографией с закрытым ключом или алгоритмом с секретным ключом, требует, чтобы отправитель и получатель имели доступ к одному и тому же ключу. Таким образом, получатель должен иметь ключ до того, как сообщение будет расшифровано. Этот метод лучше всего подходит для закрытых систем, в которых меньше риск вторжения третьих лиц.
Положительным моментом является то, что симметричное шифрование быстрее, чем асимметричное. Однако, с другой стороны, обе стороны должны быть уверены в том, что ключ хранится надежно и доступен только тому программному обеспечению, которое должно его использовать.
Что такое асимметричный метод шифрования?
Этот метод, называемый также криптографией с открытым ключом, использует для шифрования два ключа – открытый и закрытый, которые математически связаны между собой. Пользователь использует один ключ для шифрования, а другой – для дешифрования, хотя не имеет значения, какой из них выбрать первым.
Как следует из названия, открытый ключ доступен всем желающим, в то время как закрытый ключ остается только у адресатов, которым он необходим для расшифровки сообщений. Оба ключа представляют собой просто большие числа, не являющиеся одинаковыми, но попарно связанные друг с другом, что и является “асимметричной” частью.
Что такое хэширование?
При хэшировании генерируется уникальная подпись фиксированной длины для набора данных или сообщения. Каждое конкретное сообщение имеет свой уникальный хэш, что позволяет легко отследить незначительные изменения в информации. Данные, зашифрованные с помощью хэширования, невозможно расшифровать или вернуть в исходную форму. Поэтому хэширование используется только как метод проверки данных.
Многие эксперты в области интернет-безопасности даже не считают хэширование настоящим методом шифрования, однако грань между ними достаточно размыта, чтобы позволить классифицировать его. В конечном счете, это эффективный способ показать, что никто не вмешивался в информацию.
Теперь, когда мы рассмотрели типы методов шифрования данных, давайте познакомимся с конкретными алгоритмами шифрования.
Что такое алгоритм шифрования?
Алгоритмы шифрования используются для преобразования данных в шифротекст. Используя ключ шифрования, алгоритм может изменять данные предсказуемым образом, в результате чего зашифрованные данные выглядят случайными, но могут быть преобразованы обратно в открытый текст с помощью ключа дешифрования.
Лучшие алгоритмы шифрования
Сегодня существует множество различных алгоритмов шифрования. Приведем пять наиболее распространенных из них.
- AES. Advanced Encryption Standard (AES) – это надежный стандартный алгоритм, используемый правительством США, а также другими организациями. Хотя AES чрезвычайно эффективен в 128-битной форме, для очень сложных целей шифрования используются также 192- и 256-битные ключи. Считается, что AES неуязвим для всех атак, кроме грубой силы. Поэтому многие эксперты в области интернет-безопасности считают, что AES со временем будет считаться основным стандартом шифрования данных в частном секторе.
- Triple DES. Тройной DES – это преемник оригинального алгоритма Data Encryption Standard (DES), созданный в ответ на действия хакеров, которые догадались взломать DES. Это симметричное шифрование, которое в свое время было самым распространенным симметричным алгоритмом в отрасли, хотя в настоящее время оно постепенно выводится из употребления. TripleDES трижды применяет алгоритм DES к каждому блоку данных и широко используется для шифрования паролей UNIX и PIN-кодов банкоматов.
- RSA. RSA – это асимметричный алгоритм шифрования с открытым ключом и стандарт для шифрования информации, передаваемой через Интернет. RSA-шифрование является надежным и прочным, так как создает огромную кучу тарабарщины, которая разочаровывает потенциальных хакеров, заставляя их тратить много времени и сил на взлом систем.
- Blowfish. Blowfish – это еще один алгоритм, который был разработан для замены DES. Этот симметричный инструмент разбивает сообщения на 64-разрядные блоки и шифрует их по отдельности. Blowfish завоевал репутацию быстрого, гибкого и невзламываемого алгоритма. Он является общественным достоянием, а значит, бесплатен, что еще больше повышает его привлекательность. Blowfish широко используется в платформах электронной коммерции, для обеспечения безопасности платежей и в средствах управления паролями.
- Twofish. Twofish является преемником Blowfish. Это безлицензионный симметричный шифровальщик, расшифровывающий 128-разрядные блоки данных. Кроме того, Twofish всегда шифрует данные за 16 раундов, независимо от размера ключа. Twofish идеально подходит как для программных, так и для аппаратных сред и считается одним из самых быстрых в своем роде. Многие современные программные решения для шифрования файлов и папок используют именно этот метод.
- Ривест-Шамир-Адлеман (RSA). Ривест-Шамир-Адлеман – это асимметричный алгоритм шифрования, основанный на факторизации произведения двух больших простых чисел. Успешно расшифровать сообщение может только пользователь, знающий эти два числа. В цифровых подписях обычно используется RSA, однако при шифровании больших объемов данных этот алгоритм замедляет работу.
3DES
Хотя официальное название алгоритма – Triple Data Encryption Algorithm (3DEA), он более известен как 3DES. Это связано с тем, что в методе 3DES данные шифруются трижды с помощью шифра Data Encryption Standard (DES). DES – это метод симметричного ключа, основанный на сети Фейстеля. Как шифр с симметричным ключом, он использует один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Сеть Фейстеля делает каждый из этих процессов практически идентичным, что позволяет реализовать более эффективную технологию.
Хотя DES имеет размер блока и ключа 64 бита, на практике ключ обеспечивает защиту только на 56 бит. Из-за малой длины ключа DES в качестве более надежной альтернативы был создан 3DES. В 3DES алгоритм DES выполняется три раза с тремя ключами; тем не менее, он считается надежным только при использовании трех разных ключей.
Когда стали очевидны недостатки стандартного DES, 3DES стал широко применяться в различных приложениях. До появления AES он был одним из самых распространенных алгоритмов шифрования.
Примеры его применения включают:
Поскольку существуют лучшие альтернативы, некоторые из этих сайтов больше не используют 3DES.
Согласно проекту, представленному Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), все варианты 3DES будут устаревшими до 2023 года и запрещенными с 2024 года. Несмотря на то, что это всего лишь проект, данный план представляет собой конец эпохи.
Будущее шифрования данных
В результате индустрия шифрования развивается по нескольким направлениям. В частности, предпринимаются попытки увеличить размер ключей, чтобы предотвратить дешифрование методом “грубой силы”. В рамках других инициатив исследуются новые алгоритмы криптографии. Например, Национальный институт стандартов и технологий проводит испытания квантовобезопасного алгоритма открытого ключа нового поколения.
Проблема заключается в том, что большинство квантово-безопасных алгоритмов неэффективны на традиционных вычислительных системах. Для преодоления этой проблемы индустрия концентрируется на изобретении ускорителей для ускорения алгоритмов на системах x86.
Гомоморфное шифрование – это интересное понятие, позволяющее выполнять вычисления с зашифрованными данными без их расшифровки. В результате аналитик, которому это необходимо, может запросить базу данных, содержащую секретную информацию, не обращаясь за разрешением к аналитику более высокого уровня и не требуя рассекречивания данных.
Помимо защиты данных во всех состояниях, гомоморфное шифрование защищает их в движении, в процессе использования и в состоянии покоя (на жестком диске). Еще одним преимуществом является квантовая безопасность, поскольку в нем используется та же арифметика, что и в квантовых компьютерах.
Следует ли использовать симметричное или асимметричное шифрование?
Асимметричное и симметричное шифрование лучше подходят для конкретных сценариев. Симметричное шифрование, при котором используется один ключ, предпочтительнее для данных, находящихся в состоянии покоя. Данные, содержащиеся в базах данных, должны быть зашифрованы, чтобы предотвратить их взлом или кражу. Поскольку эти данные должны быть защищены только до тех пор, пока их не придется извлекать в будущем, для них не требуется два ключа, достаточно одного, предоставляемого симметричным шифрованием. Асимметричное шифрование, напротив, должно использоваться для данных, передаваемых другим лицам по электронной почте. Если для данных в электронной почте используется только симметричное шифрование, то злоумышленник может украсть или скомпрометировать материал, получив ключ, используемый для шифрования и дешифрования. Поскольку для шифрования данных использовался их открытый ключ, то при использовании асимметричного шифрования отправитель и получатель гарантируют, что расшифровать данные сможет только получатель. Оба метода шифрования используются в сочетании с другими процедурами, такими как цифровая подпись или сжатие, для обеспечения дополнительной защиты данных.
Предприятия используют шифрование для многих целей
Шифрование данных на предприятиях позволяет исключить утечку информации и снизить стоимость ее последствий. Это один из наиболее эффективных методов защиты конфиденциальной информации, однако необходимо понимать, какие документы следует шифровать и как их эффективно использовать.
По данным исследования 2019 года, около 45% компаний имеют согласованную политику шифрования в рамках всего предприятия. Если ваша компания работает с облачной инфраструктурой, то сначала необходимо спланировать требования к безопасности облачного развертывания и всех данных, которые будут перенесены в облако. Составьте список всех источников конфиденциальных данных, чтобы знать, что необходимо зашифровать с той или иной степенью защиты битового ключа.
Например, если ваша организация разрабатывает “облачный” веб-сайт, то вам необходимо предоставить инженерам и производителям возможность обмениваться между собой исходным кодом и конструкторской документацией. Для защиты конфиденциальных данных, которые им придется передавать, необходимо установить защиту сквозным шифрованием, используя один из многочисленных способов, рассмотренных в этой статье. Безопасность данных в “облаке” можно обеспечить даже в том случае, если провайдер “облачного” хранения или ваша учетная запись будут взломаны, хотя некоторые “облачные” провайдеры обеспечивают определенный уровень шифрования.
Шаги по реализации эффективной стратегии шифрования
Сотрудничество
Разработка стратегии шифрования требует коллективной работы. Лучше подходить к этому как к масштабному проекту, включающему представителей руководства, ИТ и операционных служб. Начните со сбора важных данных от заинтересованных сторон и определения законодательства, законов, инструкций и внешних факторов, которые будут влиять на решения о покупке и внедрении. Затем можно приступить к определению мест повышенного риска, таких как ноутбуки, мобильные устройства, беспроводные сети и резервное копирование данных.
Определите требования к безопасности
Полезно иметь общее представление о требованиях к безопасности. Оценка угроз – разумное начало, поскольку она поможет определить, какие данные необходимо зашифровать. Требования к стойкости и обработке различных систем шифрования могут быть разными, поэтому также важно оценить, насколько надежной должна быть ваша система.
Выбор подходящих средств шифрования
Определив требования к безопасности, можно приступать к поиску решений, которые наилучшим образом удовлетворят их. Следует помнить, что для эффективной защиты сети, скорее всего, потребуется установить различные алгоритмы шифрования данных. Например, для шифрования данных, отправляемых на сайт и с сайта, можно использовать протокол SSL, а для защиты данных в состоянии покоя и при резервном копировании – расширенный стандарт шифрования (AES). Использование правильных технологий шифрования на каждом уровне хранения и передачи данных поможет обеспечить максимальную безопасность данных вашей компании. Приложения с шифрованием, такие как службы электронной почты с шифрованием, также могут помочь обеспечить общую безопасность.
Подготовка к плавному развертыванию плана шифрования
Реализация стратегии шифрования, как и любое другое серьезное изменение в компании, должна быть хорошо спланирована. Если у вас есть приложения, работающие с клиентами, то новый метод шифрования может потребоваться для интеграции в бэк-энд приложения. Аналогичным образом, могут потребоваться дополнительные процедуры для интеграции нового метода шифрования с унаследованными системами. Эти изменения можно реализовать с минимальными неудобствами, если заранее все тщательно спланировать. Работа со сторонним поставщиком ИТ-услуг также может помочь в переходе. Вы не перегрузите собственный ИТ-персонал слишком большим количеством работы, связанной с внедрением вашего метода шифрования.
После установки поддерживайте культуру безопасности
Шифрование данных, каким бы ценным оно ни было, не является панацеей для решения проблем безопасности. Чтобы добиться хороших результатов, необходимо убедиться, что ваши сотрудники обучены правильным методам шифрования и управления ключами. Если сотрудники размещают свои ключи шифрования на незащищенных серверах, то недоброжелатели могут получить доступ к зашифрованным данным компании. Считается, что подобная человеческая ошибка является причиной 84% случаев нарушения кибербезопасности. Для обеспечения максимальной безопасности шифрование следует использовать в сочетании с другими методами защиты. Компания может обеспечить многоуровневую защиту своих данных за счет использования защищенного оборудования и мощного межсетевого экрана в сочетании с шифрованием данных.
Что такое ключ в криптографии?
Ключ – это строка случайных символов, расположенных в определенной последовательности. При шифровании с помощью ключа данные перемешиваются таким образом, что любой человек, не имеющий ключа, не может расшифровать информацию. В современном шифровании используются алгоритмы, представляющие собой сложные математические вычисления. Современные ключи, как правило, рандомизируются гораздо дальше, чем базовая строка случайных целых чисел.
Это справедливо по ряду причин:
- Компьютеры могут выполнять значительно более сложные вычисления за гораздо меньшее время, чем криптографы-люди, что делает более сложное шифрование не только возможным, но и необходимым.
- Компьютеры могут изменять информацию не только на уровне букв и цифр, но и на двоичном уровне – 1 и 0, из которых состоят данные.
- Компьютерные программы могут расшифровать зашифрованные данные, если они недостаточно рандомизированы. Истинная случайность является критически важной для действительно надежного шифрования.
Криптографический ключ в сочетании с методом шифрования приводит к тому, что текст становится неузнаваемым.
Вопросы и ответы
1. Что такое шифрование данных?
Шифрование данных – это процесс защиты и обеспечения безопасности данных путем их кодирования таким образом, что получить доступ к ним или расшифровать их может только тот, кто имеет ключ шифрования. При шифровании данные скремблируются перед отправкой тому, кто может их расшифровать с помощью ключа.
2. Каковы 2 типа шифрования данных?
Существуют два основных типа методов шифрования данных: симметричное и асимметричное шифрование. Симметричное шифрование, известное также как криптография с закрытым ключом или алгоритм с секретным ключом, требует, чтобы обе стороны – отправитель и получатель – имели доступ к одному и тому же ключу для расшифровки данных. Асимметричное шифрование, известное также как криптография с открытым ключом, использует два отдельных ключа для процесса шифрования. Один ключ является открытым, а другой – закрытым, которые связаны между собой и используются для шифрования и дешифрования.
3. Для чего используется шифрование?
Шифрование используется для защиты передаваемых данных. Благодаря этому данные не попадают в руки злоумышленников, хакеров, интернет-провайдеров, спамеров и даже государственных учреждений. При любом доступе к банкомату или отправке сообщений через такие устройства, как Snapchat, эти сообщения шифруются, чтобы никто, кроме того, кому они были отправлены, не мог получить к ним доступ.
4. Что вы думаете о шифровании данных?
На облачных серверах хранятся и ежедневно передаются огромные объемы данных. Практически невозможно осуществлять повседневную деятельность без хранения и передачи этих огромных объемов данных. Программное обеспечение для шифрования данных обеспечивает их защиту и безопасную передачу из одного канала в другой.
5. Как работает шифрование данных
Исходные данные представлены в виде обычного текста, то есть их можно прочитать. Затем эти данные передаются через алгоритмы шифрования, которые преобразуют их из “Привет! Как дела?” в “A#$*Y*&%($Y#*%Y%*”. Затем эти данные передаются получателю, который проходит процесс дешифрования, после чего визуально представляется ему в виде обычного текста.
6. Можно ли взломать зашифрованные данные?
Да, зашифрованные данные можно взломать. Однако в зависимости от уровня шифрования, применяемого к данным, уровень сложности возрастает.
7. Как реализовать шифрование данных?
Прежде чем приступить к внедрению шифрования данных, необходимо понять и определить свои потребности в безопасности. Уровень шифрования будет зависеть от того, какой уровень безопасности требуется вам и вашей организации. Выберите подходящие средства шифрования, отвечающие вашим потребностям. Создать и реализовать стратегию шифрования. Более подробно о шифровании данных можно узнать из нашего курса “Эксперт по кибербезопасности”.
8. Что такое примеры шифрования данных?
WEP и WPA – технологии шифрования, широко используемые в беспроводных маршрутизаторах. Примерами асимметричного шифрования являются RSA и DSA. RC4 и DES – два примера симметричного шифрования. В дополнение к технологиям шифрования существует так называемый стандарт Common Criteria (CC).
9. Что такое шифрование данных и почему оно важно?
Проще говоря, шифрование – это кодирование данных с целью их сокрытия или недоступности для неавторизованных пользователей. Оно позволяет защитить частную информацию и конфиденциальные данные, а также обеспечить безопасность обмена данными между клиентскими приложениями и серверами.
10. Что такое шифрование данных в СУБД?
Шифрование данных заключается в переводе их из читаемого формата (открытого текста) в нечитаемый, закодированный (шифротекст). Просмотр и обработка зашифрованных данных возможны только после их расшифровки с помощью ключа или пароля.
11. Каковы 4 основных типа систем шифрования?
- Расширенный стандарт шифрования (AES)
- Тройной DES
- Blowfish
- Ривест-Шамир-Адлеман (RSA)
12. Каковы три типа шифрования?
DES, AES и RSA – три основных типа шифрования. Более современный 3DES – блочный шифр, который используется и сегодня. Стандарт тройного шифрования данных (3DES) выполняет именно то, о чем говорит его название. Для тройной защиты он использует не один 56-битный ключ, а три независимых 56-битных ключа. Стандарт расширенного шифрования (Advanced Encryption Standard, AES) используется для конфиденциальных сообщений правительствами, группами безопасности и обычными предприятиями. Другая распространенная система шифрования – “Ривест-Шамир-Адлеман”, или RSA. Она часто используется для шифрования данных, передаваемых через Интернет, и зависит от открытого ключа. Для расшифровки данных тем, кто их получает, выдается собственный закрытый ключ.
Заключение
По мере того как мы подходим к концу нашего обширного обзора методов и алгоритмов шифрования, становится очевидным, что в мире цифровых технологий и киберугроз, шифрование играет решающую роль в защите корпоративных данных. Мы обсудили разнообразие методов, от классического симметричного и асимметричного шифрования до более сложных и современных техник, таких как криптография с открытым ключом и хеширование.
Суть не только в выборе правильного метода, но и в понимании того, как эти методы могут быть интегрированы в вашу общую стратегию кибербезопасности. Эффективное шифрование требует постоянного анализа угроз, понимания текущих тенденций в области безопасности и, что наиболее важно, приверженности к обучению и повышению осведомленности сотрудников.
В заключение, шифрование – это не статичная концепция; это динамичное, постоянно развивающееся поле, которое требует непрерывного обучения, адаптации и инноваций. Построение сильной стратегии шифрования – это инвестиция в безопасность вашего бизнеса, защиту его данных и, в конечном счете, его будущее. Именно поэтому важно оставаться в курсе последних разработок в области криптографии и постоянно искать новые способы улучшения вашей защиты.
Мы надеемся, что эта статья предоставила вам полезную информацию и поможет вам принять обоснованные решения по защите ваших корпоративных данных.
