מהי קריפטוגרפיה: סוגים, כלים ואלגוריתמים שלה

בימינו כל פעילות אנושית קשורה עמוק למערכות מחשוב. זֶה טכנולוגיית מחשוב מיושם בכל יישום בתחום הבריאות, החינוך, הבנקאות, התוכנה והשיווק. אך יתכן שתתהה כיצד ארגונים מאבטחים את המידע שלהם וכיצד העסקאות הבנקאיות שלך נשמרות בסודיות. התשובה לכל אלה היא 'קריפטוגרפיה'. כמעט 90% מאתרי האינטרנט מיישמים את כל סוגי שירותי ההצפנה כדי לטפל בנתונים הרגישים שלהם. כמו כן, הצפנה מאבטחת מידע של Gmail בפורמט מוצפן מכיוון שנתונים אלה צפים בכל מרכזי הנתונים של גוגל. לכן, הצפנה מהווה את התכונה הבסיסית לשמירה על המידע המשותף.

מהי קריפטוגרפיה?

קריפטוגרפיה היא השיטה להעברת נתונים ותקשורת מאובטחים באמצעות מעט קודים, כך שרק האדם המיועד יודע על המידע המועבר בפועל. צורת תהליך זו מיירטת נגישות בלתי מורשית לנתונים. לכן, ברור כי השם עצמו מציין ש'קריפטה 'מתייחסת ל'סמויה' ל'כתיבה '. קידוד מידע בקריפטוגרפיה עוקב אחר השערות מתמטיות ומעט חישובים המתוארים כאלגוריתמים. הנתונים המקודדים מועברים כך שהם מקשים על מציאת הנתונים המקוריים. קבוצות כללים אלה משמשות בהליכים של חתימה דיגיטלית, אימות לאבטחת נתונים, פיתוח מפתח קריפטוגרפי וכדי להגן על כל העסקאות הכספיות שלך. בעיקר, הצפנה ואחריהם הארגונים הולכים עם המטרות של:

פרטיות - את הנתונים שהועברו לא צריכים לדעת גורמים חיצוניים למעט האדם המיועד.

מהימנות - לא ניתן לשנות את הנתונים באחסון או בהעברה בין השולח למקבל המיועד ללא שום שינוי.

אי דחייה - לאחר העברת הנתונים, אין לשולח שום סיכוי להכחיש אותם בשלבים המאוחרים יותר.

אימות - גם השולח וגם המקבל צריכים לברר את זהותם לגבי הנתונים המועברים והקבלים.

זרימת קריפטוגרפיה בסיסית

סוגי קריפטוגרפיה

ב קריפטוגרפיה , הצפנת המידע מסווגת כשלושה סוגים כאשר עליהם נדון להלן:

הצפנת מפתח סימטרית - זה מכונה גם קריפטוגרפיה של מפתח פרטי או סודי. כאן, גם מקלט המידע וגם השולח משתמשים במקש יחיד כדי להצפין ולפענח את ההודעה. סוג ההצפנה התכוף המשמש בשיטה זו הוא AES (מערכת הצפנה מתקדמת). הגישות המיושמות באמצעות סוג זה הן יעילות לחלוטין ומהירות יותר מדי. כמה סוגים של הצפנת מפתח סימטרי הם

• לַחסוֹם
• חסום צופן
• DES (מערכת הצפנת נתונים)
• RC2
• רַעְיוֹן
• מפוצץ
• צופן זרמים

הצפנה סימטרית

הצפנת מפתח אסימטרית

זה נקרא גם קריפטוגרפיה עם מפתח ציבורי. הוא פועל לפי שיטה מגוונת ומוגנת בהעברת מידע. באמצעות כמה מפתחות, הן השולח והן המקלט עוברים תהליכי הצפנה ופענוח. מפתח פרטי נשמר עם כל אדם והמפתח הציבורי משותף ברחבי הרשת, כך שניתן יהיה להעביר הודעה באמצעות מפתחות ציבוריים. סוג הצפנה התכוף המשמש בשיטה זו הוא RSA. שיטת המפתח הציבורי בטוחה יותר מזו של מפתח פרטי. מעטים מסוגי ההצפנה של מפתח אסימטרי הם:

• RSA
• DSA
• PKCs
• טכניקות עקומת אליפטיות

• 

  הצפנה אסימטרית

פונקציית Hash

לקיחת האורך השרירותי של ההודעה כקלט ומסירת אורך קבוע של הפלט היא האלגוריתם ואחריו פונקציית hash. זה נקרא גם משוואה מתמטית על ידי לקיחת ערכים מספריים כקלט ולהפקת מסר החשיש. שיטה זו לא תצטרך שום סוג של מפתח שכן היא מתפקדת בתרחיש חד סטרי. ישנם סיבובים שונים של פעולות גיבוב וכל סיבוב מחשיב קלט כמערך של החסימה האחרונה ויוצר פעילות בסיבוב האחרון כפלט. מעטים מהפונקציות של החשיש הן:

• הודעה Digest 5 (MD5)
• RIPEMD
• מְעַרבּוֹלֶת
• SHA (אלגוריתם חשיש מאובטח)

פונקציית חשיש

כלי קריפטוגרפיה

קריפטוגרפיה כלים שימושיים יותר במצבים של אישור חתימה, חתימת קוד וביצוע פעילויות הצפנה אחרות. להלן כלי הצפנה בשימוש נרחב.

אסימון ביטחוני

אסימון זה משמש לאימות המשתמש. אסימון אבטחה אמור להיות מוצפן בכדי לבצע חילופי מידע מוגנים. כמו כן, הוא מספק הצטיינות מלאה עבור פרוטוקול HTTP. אז, האסימון המגובש בצד השרת מנוצל על ידי דפדפן כדי להמשיך עם המדינה. באופן כללי, זו השיטה שעוברת עם אימות מרחוק.

JCA

זהו הכלי המשמש לאישור תהליך ההצפנה. ניתן לכנות כלי זה כספריות הצפנה של Java. ספריות Java אלה נכללות בפעילויות מוגדרות מראש בהן יש לייבא אותן לפני היישום. למרות שזו ספריית Java, היא עובדת בפרופורציות עם מסגרות אחרות וכך תומכת בפיתוח של מספר יישומים.

SignTool.exe

זהו הכלי הפופולרי המשמש בעיקר את מיקרוסופט לחתימת הקבצים. הוספת חתימה וחותמת זמן לכל סוג של קובץ היא התכונה הבולטת הנתמכת בכלי זה. עם חותמת הזמן בקובץ, הוא מחזיק ביכולת לאמת את הקובץ. כל התכונה ב- SignTool.exe מבטיחה אמינות מוגברת של הקובץ.

דוקר

באמצעות ה- docker ניתן לבנות יישומי ענק. המידע המתוחזק ב- docker הוא בפורמט מוצפן לחלוטין. בכך יש להקפיד על הצפנה כדי לעבור עם הצפנת נתונים. יתר על כן, הן הקבצים והן המידע מוצפנים ובכך לאפשר לאף אחד לגשת לדברים שאין להם מפתח גישה מדויק. Docker נחשב גם לאחסון ענן המאפשר למשתמשים לנהל את המידע על ייעודי או משותף שרת .

CertMgr.exe

זהו קובץ ההתקנה כפי שהוא בפורמט סיומת .exe. CertMgr מחזיקה טובות בניהול תעודות שונות. יחד עם זאת, היא אפילו מטפלת ב- CRL כאשר מדובר ברשימות ביטול אישורים. מטרת ההצפנה בפיתוח אישורים היא להבטיח שהמידע שמוחלף בין הצדדים מוגן יותר וכלי זה תומך בהוספת ביטים נוספים להגנה.

אימות באמצעות מפתח

כאן, המידע המוצפן צריך להיות מפוענח באמצעות מפתחות. המידע הרגיל מובן לכולם בקלות ואילו המידע המוצפן ידוע רק על ידי המשתמש המיועד. לכלי זה יש שני סוגים של טכניקות הצפנה ואלה:

• הצפנת מפתח סימטרית
• הצפנת מפתח אסימטרית

לכן, כלי הצפנה משמשים בעיקר בכל פעילות מאובטחת ויש כלים רבים בהם המשתמשים יכולים לבחור את אחד בהתאם לצרכים שלהם.

אלגוריתמים

ה אלגוריתמי הצפנה כלול את הבאים.

בתחום ה- IoT הזה, האבטחה חשובה ביותר. אף על פי שקיימים מנגנוני אבטחה רבים בפועל, הם אינם מחזיקים ביכולת להעלות יישומים חכמים בימינו בעיקר לתוכנות הפועלות עם ציוד להגבלת משאבים. כתוצאה מכך, אלגוריתמי הצפנה נכנסו להורג והבטיחו אבטחה משופרת. לכן, מעטים מאלגוריתמי ההצפנה הם כדלקמן:

טריפל DES

השתלטותו על מנגנון ה- DES הקונבנציונאלי, טריפל DES יושמה כעת בגישות האבטחה. אלגוריתמים אלה מאפשרים להאקרים בסופו של דבר לצבור את הידע להתגבר עליהם בגישה קלה. זו הייתה הגישה המיושמת בהרחבה על ידי רבים מהעסקים. Triple DES פועל עם 3 מקשים עם 56 ביט לכל מפתח. אורך המפתח כולו הוא מקסימום ביטים, ואילו מומחים טוענים כי סבירות גבוהה יותר היא 112 סיביות בעוצמת המפתח. אלגוריתם זה מטפל בכדי ליצור תשובה אמינה להצפנת חומרה עבור מתקני בנקאות וגם עבור תעשיות אחרות.

מפוצץ

כדי להחליף את הגישות של Triple DES, Blowfish פותחה בעיקר. אלגוריתם הצפנה זה מחלק הודעות לשעונים בעלי 64 ביטים ומצפין שעונים אלה בנפרד. התכונה הכובשת הטמונה ב Blowfish היא המהירות והיעילות שלה. מכיוון שמדובר באלגוריתם פתוח לכולם, רבים זכו ביתרונות ביישום זה. כל היקף תחום ה- IT החל מתוכנה ועד מסחר אלקטרוני עושה שימוש באלגוריתם זה מכיוון שהוא מציג תכונות נרחבות להגנה על סיסמאות. כל אלה מאפשרים לאלגוריתם זה להיות הבולט ביותר בשוק.

RSA

אחד מאלגוריתמי ההצפנה עם המפתח הציבורי המשמשים להצפנת מידע המועבר דרך האינטרנט. זה היה אלגוריתם שנמצא בשימוש נרחב במתודולוגיות GPG ו- PGP. RSA מסווג תחת סוג סימטרי של אלגוריתמים כאשר הוא מבצע את פעולתו באמצעות כמה מקשים. אחד המפתחות משמש להצפנה והשני למטרות פענוח.

שני דגים

אלגוריתם זה מיישם מפתחות כדי לספק אבטחה וכיוון שהוא מגיע תחת השיטה הסימטרית, יש צורך רק במפתח אחד. המפתחות של אלגוריתם זה הם באורך מקסימלי של 256 ביט. מבין האלגוריתמים הזמינים ביותר, Twofish ידועה בעיקר במהירות שלה ומושלמת ליישום הן ביישומי החומרה והן בתוכנות. כמו כן, זהו אלגוריתם נגיש בגלוי והיה בביצוע על ידי רבים.

AES (תקן הצפנה מתקדם)

זוהי טכניקת האלגוריתם המהימנה ביותר על ידי הנהלת ארה'ב וארגונים רבים אחרים. למרות שזה עובד ביעילות בצורה של הצפנת 128 סיביות, 192 ו- 256 סיביות משמשים בעיקר לפעילויות הצפנה ענקיות. היות שהיא כל כך פגיעה בכל מערכות ההאקינג, טכניקת AES זוכה למחיאות כפיים נרחבות להצפנת מידע בתחום הפרטי.

יישומי קריפטוגרפיה

יישומים עבור קריפטוגרפיה כלהלן.

באופן מקובל, הצפנה הייתה מיושמת רק למטרות אבטחה. אטמי שעווה, חתימות יד וכמה סוגים אחרים של בִּטָחוֹן בדרך כלל נעשה שימוש בשיטות כדי לוודא את אמינותו ודיוקו של המשדר. ועם הגעת השידורים הדיגיטליים, האבטחה הופכת להיות חיונית יותר ואז מנגנוני ההצפנה החלו לעלות על השימוש בה לצורך שמירה על סודיות מירבית. כמה מהיישומים של קריפטוגרפיה נדונים להלן.

לשמור על סודיות באחסון

הקריפטוגרפיה מאפשרת לאחסן את הנתונים המוצפנים המאפשרת למשתמשים להתרחק מהחור העיקרי של עקיפה על ידי האקרים.

אמינות בשידור

גישה קונבנציונאלית המאפשרת אמינות היא לבצע בדיקת מידע של המידע המועבר ואז לתקשר את בדיקת הבדיקה המתאימה בפורמט מוצפן. כאשר מתקבלים גם בדיקת הבדיקה וגם הנתונים המוצפנים, הנתונים נבדקים שוב ומושווים לבדיקת הבדיקה שהועברה לאחר תהליך הפענוח. לפיכך, מנגנוני הצפנה יעילים הם מכריעים יותר להבטחת אמינות בהעברת המסרים.

אימות זהות

הקריפטוגרפיה קשורה מאוד לגישה של שימוש בסיסמאות, ומערכות חדשניות ככל הנראה משתמשות בשיטות הצפנה חזקות יחד עם שיטות פיזיות של אנשים וסודות קולקטיביים המציעים אימות זהות אמין ביותר.

דוגמאות

ה דוגמאות לקריפטוגרפיה y כוללים את הדברים הבאים.

אחת הדוגמאות הבולטות להצפנת הצפנה בימינו היא הצפנה מקצה לקצה ב- WhatsApp. תכונה זו כלולה ב- WhatsApp באמצעות מודל הא-סימטריה או באמצעות שיטות מפתח ציבורי. כאן רק החבר המיועד יודע על המסר בפועל. לאחר סיום ההתקנה של וואטסאפ, מפתחות ציבוריים נרשמים בשרת ואז מועברים הודעות.

היישום הבא של קריפטוגרפיה בזמן אמת הוא חתימות דיגיטליות. במצב שכאשר שני לקוחות נדרשים לחתום על מסמכים לעסקה עסקית. אך כששני לקוחות לעולם לא נתקלים זה בזה הם עשויים שלא להאמין זה לזה. ואז הצפנה בחתימות הדיגיטליות מבטיחה אימות ואבטחה משופרים.

כאשר התקפות סייבר מתקדמות כל הזמן, האבטחה צריכה להיות נחוצה יותר וכך מתודולוגיות ההצפנה הופכות גם לבולטות יותר. אלה אלגוריתמים הצפנתיים לא רק לאכזב את פעילויות הפריצה, אלא לא מראה שום מקום להופעת פעילויות אלה. קבל את הרעיון מהם הכלים והטכנולוגיות האחרים הקיימים בתרחישים קריפטוגרפיים?