Методы криптографии: все, что вам нужно знать

Криптография — это практика и изучение методов безопасной связи в присутствии третьих лиц. Он также используется для установки безопасного соединения между двумя системами. Криптография использует математику (в первую очередь арифметику и теорию чисел) для обеспечения конфиденциальности, целостности и аутентичности сообщений при определенных условиях. Это включает в себя конфиденциальность, гарантируя, что информация не может быть прочитана или подделана при передаче, где посторонние лица могут перехватить и прочитать.

Первое, что нужно знать о криптографии, это то, что не существует единого универсального метода шифрования вашего сообщения. Есть много способов сделать это, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Сегодня наиболее распространенными методами шифрования являются криптография с открытым ключом и криптография с симметричным ключом.

Многие криптографические алгоритмы естественным образом возникают в результате их использования в других контекстах, например, в схемах цифровой подписи или методах шифрования для безопасной электронной торговли в незащищенных сетях, таких как Интернет. Например, криптосистемы RSA изначально были разработаны для решения факторизации целых чисел.

Криптография иногда используется преступниками, чтобы избежать обнаружения и обеспечить возможность передачи незаконных сообщений без перехвата. Он также используется криптосистемами с открытым ключом, такими как RSA, которые широко используются в протоколах безопасности.

Алгоритмы шифрования

Алгоритм криптографии — это метод шифрования и дешифрования, который использует математическую формулу для преобразования обычного текста в зашифрованный текст и обратно. Алгоритм криптографического шифрования — это тип шифрования, используемый для обеспечения конфиденциальности и целостности данных в компьютерной системе. Он использует ключ шифрования для преобразования открытого текста в зашифрованный текст, который затем отправляется по сети, например через Интернет, в пункт назначения, где получатель его расшифровывает. Для тех, кто хочет узнать больше о криптографии и улучшить свои навыки, изучение программ обучения кибербезопасности может дать исчерпывающую информацию и практические знания в этой важной области.

Алгоритмы криптографического шифрования обычно используются в коммерческой электронной коммерции, онлайн-банкинге и других приложениях, где конфиденциальность важна. Эти алгоритмы шифрования включают стандарт шифрования данных (DES), тройной DES, Blowfish и CAST-256.

Существует несколько типов алгоритмов шифрования; к ним относятся блочные шифры и поточные шифры.

• Блочный шифр шифрует блоки открытого текста и расшифровывает их по одному.
• Поточный шифр кодирует несколько символов или символов из файла за одну операцию.

Как работают различные криптографические алгоритмы?

Криптографические алгоритмы имеют базовый алгоритм, который создает ключ, а затем каждый из них использует этот ключ для шифрования и дешифрования информации. Но есть много способов сделать это.

• Один из способов — использовать блочный шифр, который берет несколько байтов и преобразует их в более расширенную последовательность байтов. Этот процесс называется шифрованием.
• Другой способ — взять блочный шифр, преобразовать его во что-то меньшее, а затем преобразовать обратно в исходный размер блока. Этот процесс называется расшифровкой (или дешифрованием).

Эти алгоритмы могут быть симметричными или асимметричными, в зависимости от используемого алгоритма.

• Симметричные алгоритмы используют один и тот же ключ для шифрования и дешифрования данных, тогда как асимметричные алгоритмы используют два отдельных ключа: один для шифрования, а другой для интерпретации данных.
• Алгоритмы также используют код аутентификации сообщения (MAC) для обеспечения целостности сообщения.

Обзор методов криптографии

Изучение криптографии активно ведется с момента изобретения электронных цифровых коммуникаций. Сегодня криптография стала незаменимой практически во всех сферах жизни. От банковского и государственного управления до транспорта, телекоммуникаций и даже торговых центров — криптография помогает защитить наши данные от шпионажа и взлома.

Основная идея криптографии заключается в использовании ключа шифрования для шифрования информации, чтобы ее могли прочитать только те, у кого есть к ней доступ. Все остальные люди вместо исходного сообщения будут видеть случайные буквы. Чтобы расшифровать сообщение, все, что вам нужно, это правильный ключ.

Криптография не ограничивается информатикой или математикой; он включает в себя математику из других областей, таких как экономика, статистика и физика. Это также требует разработки, поскольку большинство криптографических алгоритмов основаны на математических принципах, таких как линейная алгебра (матрицы) и теория чисел (арифметика).

Криптография и ее виды

Криптография — это практика и изучение методов защиты коммуникаций, информации и данных в нечитаемом формате для неавторизованных пользователей. Он защищает информацию и коммуникации с помощью кодов, поэтому только те, для кого эта информация предназначена, могут ее прочитать и обработать.

Существует три основных типа криптографии: шифрование с симметричным ключом, шифрование с асимметричным ключом и шифрование с открытым ключом.

Шифрование с симметричным ключом. Этот тип шифрования использует один и тот же ключ для шифрования и расшифровки сообщений. Ключи, используемые в этом типе шифрования, должны храниться в секрете обеими сторонами, что делает их уязвимыми для атак хакеров. Симметричные ключи чаще всего используются в системах с открытым ключом.

Шифрование с асимметричным ключом. В этом типе шифрования используются два ключа вместо одного. Один ключ используется для шифрования, а другой — для дешифрования. Эти ключи не обязательно хранить в секрете, поскольку они используются только один раз для каждого сообщения и могут использоваться повторно несколько раз. Асимметричные ключи чаще всего используются в системах с открытым ключом.

Шифрование с открытым ключом. В системах с открытым ключом используется пара математически связанных ключей, которые невозможно получить друг из друга без знания различных ключей (процесс, известный как факторинг). Это означает, что даже если кто-то найдет ваш закрытый ключ, он сможет получить только ваш открытый ключ (и наоборот).

Методы, используемые для криптографии

Наиболее часто используемые методы в криптографии:

История криптографии

История криптографии долгая и сложная, охватывающая столетия и континенты. Криптографические методы использовались на протяжении тысячелетий различными культурами и цивилизациями, от древних египтян до древних греков и древних китайцев.

• Самое раннее известное использование криптографии относится к Древнему царству (ок. 2679 – ок. 2181 до н. э.), где писцы использовали ее для сокрытия определенных сообщений. Самый ранний зарегистрированный пример криптографии произошел во времена династии Хань (206 г. до н. э. – 220 г. н. э.), когда китайские правительственные чиновники использовали ее для шифрования документов.
• Одной из самых известных когда-либо разработанных криптографических систем является шифр Цезаря, изобретенный Юлием Цезарем в 44 г. до н. э. для личного использования. Сегодня он до сих пор широко используется для защиты конфиденциальной информации, скрывая ее внутри, казалось бы, безобидного текста.
• В IV веке до нашей эры греческий историк Геродот писал о шифровальном устройстве, которое спартанцы использовали для передачи военных секретов.

С тех пор криптография сыграла важную роль во всех значительных технологических разработках, в том числе:

• Технология колотого камня
• Изобретение бумажных денег
• Создание печатных станков
• Видение оружия (огнестрельного оружия)
• Дизайн бумажной валюты (бумажных денег)

Особенности криптографии

Некоторые из важнейших особенностей криптографии:

• Аутентификация: Аутентификация — это процесс проверки личности физического или юридического лица. Это гарантирует, что только авторизованный персонал сможет получить доступ к конфиденциальным данным или личным сетям.
• Конфиденциальность: Конфиденциальность — это сохранение данных или информации в секрете от несанкционированных физических или юридических лиц. Он используется для обеспечения доступа к данным только уполномоченному персоналу.
• Целостность. Целостность гарантирует, что данные не будут изменены, повреждены или подделаны во время передачи или хранения.
• Неотказуемость: Неотказуемость гарантирует, что отправитель или получатель не сможет отклонить транзакцию или сообщение позднее.
• Авторизация. Авторизация — это процесс предоставления авторизованному персоналу доступа к определенным данным или сетям.
• Управление ключами. Управление ключами обеспечивает безопасное хранение, распространение и управление криптографическими ключами.

Виды криптографии

Ниже приведены основные типы криптографии:

• Криптография с симметричным ключом
• Криптография с асимметричным ключом
• Хэш-функции
• Цифровые подписи
• Коды аутентификации сообщений
• Криптография эллиптических кривых
• Квантовая криптография

Приложения криптографии

Следующие приложения являются более важными:

• Электронная коммерция. Криптография используется в электронной коммерции для защиты данных от кражи и неправильного использования. Цифровые подписи, протоколы шифрования и аутентификации защищают онлайн-транзакции.
• Безопасное хранение: шифрование используется для безопасного хранения данных на устройствах хранения, таких как внешние жесткие диски, USB-накопители, карты памяти и т. д.
• Безопасность беспроводной сети: криптография защищает беспроводные сети от атак. Он используется для аутентификации пользователей и шифрует данные, передаваемые через Интернет.
• Интернет-банкинг: криптография используется для защиты транзакций онлайн-банкинга. Он используется для аутентификации пользователей, шифрования данных и безопасного перевода средств.
• Безопасная электронная почта: криптография используется для безопасной отправки электронной почты. Он используется для аутентификации пользователей, шифрования данных и обеспечения безопасной передачи электронной почты.

Преимущества и недостатки криптографии

Преимущества

• Безопасность: шифрование обеспечивает конфиденциальность и защиту от несанкционированного доступа к данным.
• Аутентификация. Цифровые подписи могут обеспечить аутентификацию, гарантируя, что отправитель является тем, кем он себя называет.
• Целостность: целостность данных гарантирует, что сообщение не было изменено при передаче.
• Цифровые подписи. Криптографию также можно использовать для создания цифровых подписей, проверяющих личность отправителя.

Недостатки

• Скорость: шифрование может замедляться во время передачи данных и занимать больше времени, чем незашифрованные сообщения.
• Требует большого количества энергии. Криптография требует больших вычислительных ресурсов и требует больших вычислительных мощностей для шифрования и дешифрования данных.
• Уязвимость: он также подвержен криптографическим атакам, например атакам методом перебора, которые могут поставить под угрозу безопасность зашифрованных данных.
• Требуются высокие навыки. Для правильной реализации криптографии требуется высокая степень навыков, знаний и ресурсов.

Проблемы криптографии

Криптография — мощный метод защиты данных и связи. Однако у него есть несколько проблем безопасности, которые необходимо решить.

• Управление ключами. Управление ключами надежно контролирует и распределяет криптографические ключи, используемые для шифрования и дешифрования данных. Плохое управление ключами может привести к серьезной утечке, которая может поставить под угрозу безопасность данных.
• Атаки. Криптографические системы уязвимы для атак противника. Различные эпизоды, такие как атаки методом перебора, атаки «человек посередине» и побочные каналы, могут попытаться взломать шифрование и получить доступ к конфиденциальным данным.
• Протоколы безопасности. Протоколы безопасности — это правила, которые управляют работой шифрования и дешифрования. Слабые протоколы могут привести к недостаточной безопасности, поэтому крайне важно использовать безопасные протоколы.
• Длина ключа. Длина криптографических ключей, используемых для шифрования и дешифрования данных, имеет важное значение.

Типы атак в криптографии

• Атака методом перебора. При атаке методом перебора злоумышленник пытается получить доступ к системе или расшифровать сообщение, угадав правильный пароль или ключ.
• Атака «Человек посередине»: эта атака происходит, когда злоумышленник перехватывает связь между двумя сторонами, позволяя им наблюдать и изменять связь.
• Атака по словарю. Атака по словарю использует список общих слов или фраз для подбора пароля пользователя.
• Атака воспроизведения. При атаке воспроизведения злоумышленник перехватывает действительную передачу и повторно передает ее, возможно, маскируясь под предполагаемого получателя.
• Атака дня рождения. Эта атака, также известная как парадокс дня рождения, использует тот факт, что найти два входа с одинаковым выходным хэшем более доступно, чем найти один вход с определенным выходным хэшем.

Испытанные и проверенные криптографические методы для обеспечения последовательной безопасности данных

• Криптография с симметричным ключом: эта криптография использует один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Примеры включают AES, DES и Blowfish.
• Криптография с асимметричным ключом. Этот тип криптографии использует два ключа для шифрования и дешифрования. Примеры включают RSA и криптографию на основе эллиптических кривых.
• Хеширование: этот тип криптографии использует односторонние функции для преобразования открытого текста в уникальный и необратимый зашифрованный текст. Примеры включают SHA-256, SHA-512 и MD5.
• Цифровые подписи. Этот тип криптографии позволяет отправителю сообщения подписать сообщение своим закрытым ключом, а получателю проверить подпись открытым ключом отправителя. Примеры включают RSA и DSA.

Приобретите новейшие навыки и опыт в самой быстрорастущей области кибербезопасности. Зарегистрируйтесь сегодня в Best PGP в области кибербезопасности и будьте в курсе последних тенденций.

Заключение

Надеюсь, эта статья смогла дать лучшее понимание различных методов криптографии. Если вы хотите еще больше улучшить свои навыки в области кибербезопасности, мы рекомендуем вам ознакомиться с продвинутой программой Simplilearn для руководителей по кибербезопасности. Этот курс поможет вам приобрести соответствующие навыки и в кратчайшие сроки подготовиться к работе. Кроме того, изучение лучших учебных курсов по кибербезопасности может обеспечить интенсивное обучение и практический опыт для дальнейшего повышения вашего опыта в этой области.

Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их в разделе комментариев ниже. Наша команда свяжется с вами в ближайшее время.