Основы криптографии: от математики до физики

Примеры атак на AES

Существует несколько моделей атак на данный алгоритм. Я бы хотел остановиться на классе атак по сторонним каналам и кратко рассмотреть 2 соответствующих примера из данного класса.

  1. Атака по времени.

    Данная атака основывается на предположении, что операции в устройствах выполняются за разное время в зависимости от входных данных.Таким образом, имея набор точных измерений времени для разных операций, криптоаналитик может восстановить исходные данные.

    Рассматриваемая атака невозможна на алгоритмы, операции которых выполняются за одинаковое число тактов на всех платформах ( битовые операции над фиксированным числом бит ), но так как алгоритм AES используют операции сложения и умножения, не удовлетворяющие этому требованию, он подвержен атаке по времени.

    Возможные методы противодействия такому виду атаки:

    · Сделать время выполнения всех операций одинаковым, после чего атака по времени становится невозможной. Следует отметить, что данный метод реализовать достаточно сложно, так как оптимизации компилятора, обращение к кэшу и другие факторы могут вносить различные временные отклонения.

    · Добавлять ко времени выполнения операции задержки случайной длительности, это значительно затруднит проведение атаки таким способом.

  2. Атака по энергопотреблению.

    Данная атака основывается на измерении энергопотребления устройства с высокой точностью в процессе работы шифратора. Таким образом криптоаналитик может получить информацию об операциях, выполняемых в устройстве и у него появляется возможность извлечь криптографические ключи или другую секретную информацию из устройства, не оказывая на него непосредственного влияния.

    Возможными методами противодействия такому виду атаки являются:

    · Балансировка энергопотребления — при проведении операции задействовать все аппаратные части устройства.

    · Обеспечение независимости флуктуаций энергопотребления и происходящих в системе процессов.

Шифрования транспортного уровня или сквозное шифрование? Anchor link

Для того чтобы решить, какой тип шифрования подойдёт вам (шифрование транспортного уровня или сквозное шифрование), необходимо задать себе некоторые вопросы. Доверяете ли вы используемому приложению или сервису? Доверяете ли вы его технической инфраструктуре? Надёжна ли его политика в отношении защиты от запросов правоохранительных органов?

Если вы ответите «нет» на один из этих вопросов, то вам необходимо сквозное шифрование. Если ответы на вопросы будут положительными, то вам подойдёт и сервис, поддерживающий шифрование транспортного уровня. Однако в любом случае лучше по возможности пользоваться сервисами, поддерживающими сквозное шифрование.

Мы создали анимацию, демонстрирующую работу сквозного шифрования и шифрования транспортного уровня при передаче данных. Слева представлен чат, использующий сквозное шифрование (протокол шифрования мгновенный сообщений OTR, или Off-the-Record). Справа – чат, использующий шифрование транспортного уровня (с помощью использования HTTPS сайтом Google Hangouts).

На GIF-анимации первый пользователь печатает сообщение в окне чата Google Hangouts:

«Hi! This is not end-to-end encrypted. Google can see our conversation.» (Привет! Это сообщение не использует сквозное шифрование. Google может читать наши сообщения.)

У этого пользователя также открыто и окно чата Off-the-Record (OTR), и он включает режим «private conversation» (защищённая переписка). В окне чата OTR сопроводительный текст гласит:

«Attempting to start a private conversation with . Private conversation with has started. However, their identity has not been verified.» (Попытка начала защищённого диалога с . Защищённый диалог с начат. Однако идентичность собеседника не подтверждена.)

Одновременно с этим в окне чата Google Hangouts текст шифруется и заменяется на тарабарщину, что означает использование пользователями протокола OTR со сквозным шифрованием. Каждое сообщение, переданное с помощью окна чата OTR, также отображается и в окне чата Google Hangouts, однако в виде, не позволяющем понять содержимое сообщения. Первый пользователь пишет:

«Now conversation is end-to-end encrypted. Google can see that we`re chatting, but is unable to read what we`re actually saying.» (Теперь наша беседа защищена сквозным шифрованием. Google может видеть, что мы общаемся, но не сможет узнать, о чем именно.)

Другой пользователь печатает сообщение в OTR клиенте:

«It looks like gibberish to anyone else.» (Для любого другого пользователя это сообщение выглядит как полный бред.)

Первый пользователь пишет:

«Yup, it looks like nonsense.» (Ага, выглядит бессмысленно.)

Другой пользователь отправляет смайлик.

Что такое сквозное шифрование и какие еще бывают варианты

Сквозное шифрование — это когда сообщения шифруются на вашем устройстве и расшифровываются только на устройстве вашего собеседника (по-английски это называется end-to-end, что можно перевести на русский как «из конца в конец»). То есть весь путь от отправителя до получателя сообщение преодолевает в зашифрованном виде, поэтому его никто не может прочитать, кроме вашего собеседника.

Как еще бывает? Также возможна передача данных в открытом виде, то есть когда сообщение вообще не шифруется. Это самый небезопасный вариант. Например, данные не шифруются при передаче SMS — в теории их может перехватывать вообще кто угодно. К счастью, на практике для этого требуется специальное оборудование, что несколько ограничивает круг читателей ваших сообщений.

Еще бывает транспортное шифрование — это когда сообщения шифруются у отправителя, доставляются на сервер, расшифровываются там, вновь шифруются и доставляются уже получателю. Транспортное шифрование защищает информацию при передаче, однако позволяет видеть содержание сообщений промежуточному звену — серверу. Может быть, этот сервер ответственно относится к вашим тайнам, а может быть, и нет. Вам остается только доверять его владельцам.

В то же время во многих случаях может быть гораздо удобнее использовать транспортное шифрование вместо сквозного. Дело в том, что транспортное шифрование позволяет серверу предоставлять более разнообразные услуги, нежели просто передача зашифрованных данных от одного собеседника к другому. Например, хранить историю переписки, подключать к беседе дополнительных участников по альтернативным каналам (телефонный звонок в видеоконференцию), использовать автоматическую модерацию и так далее.

При этом транспортное шифрование решает важную задачу: исключает перехват данных по дороге от пользователя к серверу и от сервера к пользователю (а это самая опасная часть пути). Так что сервисы не всегда торопятся переходить на сквозное шифрование: для пользователей удобство и разнообразие сервисов может быть важнее повышенной безопасности данных.

И всё вместе Anchor link

Совместное использование шифрования как передачи данных, так и их хранения на диске обеспечит наибольший уровень защиты, нежели использование какого-либо одного из этих видов шифрования. Эксперты по безопасности называют такой способ «глубокой защитой». Используя несколько способов защиты данных, вы можете достигнуть максимального уровня безопасности.

Например, если вы отсылаете незашифрованные сообщения (не шифруете передающиеся данные) с зашифрованного мобильного устройства (которое шифрует все хранящиеся данные), эти сообщения будут уязвимы для перехвата со стороны правительств, поставщиков услуг или технически подкованных злоумышленников. А сообщения, записанные на мобильном устройстве, напротив будут защищены от злоумышленников, имеющих физический доступ к устройству, но не знающих пароля.

И наоборот, если вы отправляете сообщение с использованием сквозного шифрования (шифруя передающиеся данные) на устройство, не использующее шифрование (не шифрующее хранящиеся на нём данные), эти сообщения будут недоступны для шпионов в сети. Однако если кто-либо получит физический доступ к этому мобильному устройству, то он получит доступ к сообщению и сможет его прочитать.

Учитывая приведённые примеры, идеальным способом защиты от широкого круга угроз станет шифрование данных, как хранящихся на устройстве, так и передаваемых в сети.

Для получения более подробной информации по использованию шифрования обратитесь к нашему руководству «Ключевые концепции шифрования».

Преимущества AES

К основным преимуществам данного алгоритма относят:

  • Рассеивание — изменение любого знака ключа или открытого текста влияет на большое количество знаков шифротекста.

  • Перемешивание — используемые преобразования затрудняют получение статистических зависимостей между открытым и закрытым текстом.

  • Не подвержен многим видам криптоаналитических атак, таких как: дифференциальный криптоанализ, линейный криптоанализ, square — атака.

  • Байт-ориентированная структура, что дает хорошие перспективы для реализации алгоритма в будущих процессорах.

  • Высокое быстродействие на различных платформах.

Наиболее распространенные категории ШКС

Например, код 110000000110 говорит о том, что товар нотифицировался по категориям №№ 1, 2, 10 и 11.

Интересно посмотреть на статистику использования различных категорий.


Распределение ШКС по категориям (по состоянию на конец 2017 года)

Как видно из диаграммы, наиболее распространёнными и часто встречающимися криптографическими функциями в ШКС является шифрование данных в беспроводном радиоканале малого радиуса действия (Wi-Fi, Bluetooth) – 27% от общего числа зарегистрированных ШКС, что логично, учитывая объем производимых мобильных средств связи, персональных компьютеров и других технических устройств, оснащенных модулями, поддерживающими данные технологии связи.

Второе место занимают ШКС, поддерживающие функции аутентификации и осуществления контроля доступа к защищенной информации – 19,5%. Данная тенденция также легко объясняется повышенными стандартами и запросами потребителей к защите персональной информации как на физических носителях (жесткие диски, USB-флеш накопители, серверы и т.п.), так и на сетевых (облачные хранилища, сетевые банки данных и т.п.). Дополнительно стоит отметить, что подавляющее большинство ШКС, используемые в системах контроля и управления доступом (более известные как СКУД) также выполняют криптографический функционал, относящийся к категории № 2.

Поскольку работа в сети является неотъемлемой частью функционирования любой информационной системы, то аспекты администрирования данной сетью связи реализованы в сетевых устройствах управления. Безопасность же организуемого данными устройствами интерфейса управления реализована посредством применения механизмов шифрования технологических каналов связи, что является основание для категорирования такого рода ШКС по категории №10, являющейся третьей по распространенности – 16%.

Важно также отметить, что наименее распространенные функции ШКС распределяются по категориям №5 (0,28%), №12 (0,29%) и №7 (0,62%). Товары реализующие данные криптографические функции являются редкими и при проведении регистрации в ЦЛСЗ документация на них подвергается более детальному анализу, т.к

«не поставлена на поток» и наборы используемых криптографических протоколов и алгоритмов могут быть уникальны в каждом отдельном случае

Именно поэтому товарам данных категорий необходимо уделить максимальное внимание при составлении необходимых документов, поскольку в противном случае риск отказа в регистрации нотификации крайне велик.

15.4. Какие существуют методы шифрования

Рассмотрим еще одну классификацию шифров. Множество современных методов
защитных преобразований можно разделить на четыре группы:

  • в шифре перестановки все буквы открытого текста остаются без изменений,
    но перемещаются с их исходных позиций на другие места. Перестановки получаются
    в результате записи исходного текста и чтения шифрованного текста по разным
    путям некоторой геометрической фигуры.
  • в шифре замены наоборот, позиции букв в шифровке остаются теми же, что и у
    открытого текста, но символа заменяются символами другого алфавита.
  • в аддитивном методe буквы алфавита заменяются числами, к которым
    затем добавляются числа секретной псевдослучайной последовательности.
    Ее состав меняется в зависимости от использованного ключа.
    Этот метод широко используется в военных криптографических системах.
  • комбинированные методы предполагают использование для шифрования
    сообщения сразу нескольких методов. (например, сначала замена символов, а потом их перестановка).

15.3. Что такое шифрование с открытым ключом

Алгоритмы шифрования с открытым ключом используют так называемые необратимые функции,
которые обладают следующим свойством. При заданном значении аргумента х относительно
просто вычислить значение функции f(x), однако, если известно значение функции f(x),
то нет простого пути для вычисления значения аргумента х.

Все используемые в настоящее время криптосистемы с открытым ключом опираются на
один из следующих типов необратимых преобразований:

  • Разложение больших чисел на простые множители (алгоритм RSA).
  • Вычисление логарифма или возведение в степень (алгоритм DH).
  • Вычисление корней алгебраических уравнений.

Например, легко в уме найти произведение двух простых чисел 11 и 13 (143).
Но попробуйте быстро в уме найти два простых числа, произведение которых равно 437 (19 и 23).
Такие же трудности возникают и при использовании вычислительной техники (можно, но долго).
Таким образом, в системе кодирования, основанной на разложении на множители, используются два разных ключа.
Ключ шифрования основан на произведении двух огромных простых чисел,
а ключ дешифрования — на самих простых числах.

Было предложено (в 40-х годах 20-го века) разрабатывать шифр так, чтобы его
раскрытие было эквивалентно решению сложной математической задачи.
Сложность задачи должна быть такой, чтобы объем необходимых вычислений
превосходил бы возможности современных ЭВМ.

В несимметричных системах приходится применять длинные ключи (1024 бит и больше).
Это резко увеличивает время шифрования, генерация ключей становится довольно длительной,
зато пересылать ключи можно по открытым каналам связи.

В симметричных алгоритмах используют более короткие ключи,
поэтому шифрование и дешифрование происходят быстрее. Но рассылка ключей
становится сложной процедурой.

В США для передачи секретных сообщений наибольшее распространение получил стандарт DES.
Он предусматривает троекратное шифрование данных разными ключами.

На протяжении всего времени дешифрованию криптограмм помогает
частотный анализ появления отдельных символов и их сочетаний.
Вероятности появления отдельных букв в тексте сильно различаются. Например,
в русском языке буква «о» появляется в 45 раз чаще буквы «ф» и в 30 раз чаще буквы «э».
Анализируя достаточно длинный текст, зашифрованный методом замены,
можно по частотам появления символом произвести замену и восстановить исходный текст.

По мнению некоторых специалистов, нет нераскрываемых шифров.
Рассекретить любую шифрограмму можно либо за большое время,
либо за большие деньги (использование нескольких суперкомпьютеров).

Есть и другое мнение. Если длина ключа равна длине сообщения, а ключ
генерируется из случайных чисел с равновероятным распределением и меняется
с каждым новым сообщением, то шифр невозможно взломать даже теоретически.

15.2. Какие бывают шифры

Существует несколько классификаций шифров.

По характеру использования ключа алгоритмы шифрования можно разделить
на симметричные и несимметричные.

В первом случае в шифраторе отправителя и дешифраторе получателя используется
один и тот же ключ.

Во втором случае получатель вначале по открытому каналу передает отправителю
открытый ключ, с помощью которого отправитель шифрует информацию.
При получении информации получатель дешифрует ее с помощью второго секретного ключа.

При оценке эффективности шифра обычно руководствуются правилом Керкхоффа,
согласно которому стойкость шифра определяется только секретностью ключа, т.е. известны все
детали алгоритма шифрования и дешифрования, но неизвестен ключ.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его устойчивость
к дешифрованию без знания ключа.

От чего сквозное шифрование не защищает

После того как кто-нибудь расписывает все преимущества сквозного шифрования — примерно так, как это сделали мы сейчас, — слушателям начинает казаться, что оно решает вообще все проблемы передачи информации. Однако это не так, и у сквозного шифрования есть свои ограничения.

Во-первых, пусть использование сквозного шифрования и позволяет скрыть от посторонних глаз содержание сообщения, сам факт отправки определенному собеседнику (или получения от него) сообщения все еще остается известным. Сервер не будет знать, что было в том сообщении, которое вы отправили своему собеседнику, но он точно будет в курсе того, что в такой-то день и в такое-то время вы обменивались сообщениями

В некоторых случаях сам факт общения с определенными адресатами может привлечь к вам нежелательное внимание

Во-вторых, если кто-то получит доступ к устройству, с помощью которого вы общаетесь, то он сможет прочитать все сообщения. А также сможет писать и посылать сообщения от вашего имени. Поэтому устройства надо беречь, а также блокировать доступ к приложениям, использующим сквозное шифрование, хотя бы PIN-кодом, чтобы при потере или краже устройства ваша переписка не попала в чужие руки — вместе с возможностью притворяться вами.

По этой же причине устройства надо защищать антивирусами — зловред на смартфоне может точно так же прочитать вашу переписку, как и живой человек, заполучивший доступ к смартфону

И тут уже неважно, какое шифрование было использовано при передаче сообщений

Наконец, в-третьих: даже если вы безукоризненно заботитесь о защите всех ваших устройств и точно знаете, что к сообщениям на них ни у кого нет доступа, вы вряд ли можете быть так же уверены в устройстве вашего собеседника. И сквозное шифрование тут тоже никак не поможет.

И все же, несмотря на ограничения, сквозное шифрование — наиболее безопасный способ передачи конфиденциальных данных, и именно поэтому на него переходит все больше различных сервисов. И это хорошо.

Работа с Linux: защита винчестера

Шифрование диска в Linux — процесс схожий. Тут, конечно, существуют несколько способов. Например, можно использовать программу TrueCrypt. Настраивать ее нужно точно так же, как и VeraCrypt. У них даже похожий интерфейс, поскольку TrueCrypt стал основой для создания VeraCrypt.

Также можно использовать защиту с помощью LUKS. Эта технология является стандартной для шифрования винчестера в системе Linux. Работать нужно с командами.

Если вы никогда не пользовались ими, то придется все-таки делать это с помощью программы, поскольку для командной строки необходимо знать особые команды.

Шифрование информации, находящейся в процессе передачи Anchor link

На изображении показано движение незашифрованных данных. Зачастую именно такие настройки по умолчанию используются интернет-провайдерами. В левой части рисунка смартфон отправляет зелёное незашифрованное сообщение на смартфон, находящийся в правой части. По пути следования вышки сотовой связи передают сообщение на сервера компании, а затем снова на другие вышки сотовой связи. И все они могут видеть незашифрованное сообщение «Hello». Все компьютеры и сети, передающие незашифрованное сообщение, способны видеть его содержание. И в конце концов другой смартфон получает это незашифрованное сообщение «Hello».

Передающиеся данные — это информация, которая перемещается по сети из одного места в другое. Например, когда вы отправляете сообщение в мессенджере, это сообщение отправляется с вашего телефона на сервер компании (владельца мессенджера), а затем на устройство получателя сообщения. Другим примером будет просмотр сайта: когда вы заходите на какой-либо сайт, данные с серверов этого сайта направляются браузеру вашего устройства.

Некоторые популярные приложения предлагают настройки, которые якобы защищают сообщения (например, исчезающие сообщения). Однако то, что общение (чат или обмен сообщениями) может казаться безопасным, не означает что оно на самом деле является защищённым. Компьютеры, передающие ваше сообщение, могут иметь доступ к его содержимому.

Важно удостовериться в том, что общение между вами и вашим собеседником зашифровано. Более того, нужно знать каким именно образом оно зашифровано: с помощью шифрования транспортного уровня или сквозного шифрования

Существует два способа шифрования данных при их передаче: шифрование транспортного уровня и сквозное шифрование. Важным фактором при решении, каким именно сервисом пользоваться, может стать поддерживаемый тип шифрования. Приведённые ниже примеры проиллюстрируют разницу между шифрованием транспортного уровня и сквозным.

Электронная почта и переписка

Учитывая, что мы постоянно пересылаем друг другу документацию, практически у всех пользователей в электронной почте можно найти самую разную информацию — от персональных данных и сканов документов до проектов будущих договоров. В почтовом архиве, который годами хранится на компьютере или на сервере, может находиться не один важный документ. Так что даже для домашнего пользователя взлом почтового архива и кража данных может привести к внезапному оформлению кредита в микрофинансовой организации, о котором вы и не подозревали.

Если основной почтовый клиент — локальный (то есть письма загружаются с сервера и хранятся на компьютере), можно использовать инструменты для локального шифрования писем. А в случае если письма загружаются по протоколу IMAP, вполне можно автоматически организовать шифрование и повторную загрузку писем на сервер. Однако мало кто из пользователей сможет сделать это самостоятельно, и администраторам потребуется настраивать и поддерживать эту экосистему своими силами.

Для чего это нужно

Конечно, каждый хочет обзавестись личным пространством. Для этого можно устанавливать пароли на смартфон и мессенджеры. Причем многие так делают даже в том случае, если им нечего скрывать. Просто каждый хочет защитить свои интересы и иметь хоть что-то личное, даже если с этим не страшно поделиться с близкими.

Но если смартфоны давно обзавелись разными методами шифрования, от паролей до отпечатков пальцев, то с компьютерами дело обстоит иначе. Конечно, вы можете поставить код на вход в систему. Но ситуации бывают разные.

Предположим, что вы работали за персональным компьютером, но вас отвлекли, и вы покинули рабочее место. Теперь оно становится уязвимым: любой, кто будет проходить мимо, сможет получить доступ к личным документам.

Шифрование диска в этом случае поможет создать защиту данных, которые хранятся в системе, но нужно будет правильно настроить ее. Также такой способ охраны собственной информации поможет, если компьютером пользуется сразу несколько человек.

Но опаснее всего в этой ситуации выглядит вредоносное ПО. Именно из-за него зачастую происходит утечка данных. Скачав или просмотрев нежелательный файл, вы можете «слить» все свои личные данные мошенникам.

И не страшно, если это будут фото с пикника, хуже, если киберпреступники узнают ваши логины или данные банковских платежей. Поэтому, если подобная информация хранится у вас на компьютере, лучше защитить ее шифрованием диска. Для этого существует несколько доступных способов.

Расширение ключа

AES использует ключи шифрования трех фиксированных размеров: 128, 192, и 256 бит. В зависимости от размера ключа, конкретный вариант алгоритма AES может обозначаться как AES-128, AES-192 и AES-256 соответственно .
Задача процедуры расширения ключа состоит в формировании нужного количество слов расширенного ключа для их использования в операции AddRoundKey. Как было сказано выше, под «словом» здесь понимается 4-байтный фрагмент расширенного ключа, один из которых используется в первичном наложении материала ключа и по одному – в каждом раунде алгоритма. Таким образом, в процессе расширения ключа формируется 4∗(R+1){\displaystyle 4*(R+1) \,\!} слов.
Расширение ключа выполняется в два этапа, на первом из которых производится инициализация слов расширенного ключа (обозначаемых как Wi{\displaystyle W_i \,\!}): первые Nk{\displaystyle N_k \,\!} (Nk{\displaystyle N_k \,\!} – размер исходного ключа шифрования K{\displaystyle K\,\!} в словах, т.е. 4, 6 или 8) слов Wi{\displaystyle W_i \,\!} (т.е. i=…Nk−1{\displaystyle i = 0 … N_{k-1} \,\!}) формируются их последовательным заполнением байтами ключа (см. рис. 7).

Рис. 7 Инициализация расширенного ключа

Последующие слова Wi{\displaystyle W_i \,\!} формируются следующей последовательностью операций для каждого i=Nk…4∗(R+1)−1{\displaystyle i = N_k … 4*(R+1)-1 \,\!}:Шаг 1. Инициализируется временная переменная T{\displaystyle T\,\!} :
T=Wi−1{\displaystyle T=W_{i-1} \,\!}.
Шаг 2. Данная переменная модифицируется следующим образом:a. если i{\displaystyle i\,\!} кратно Nk{\displaystyle N_k \,\!}, то:T=SubWord(RotWord(T))ÅRCëiNkû{\displaystyle T = SubWord(RotWord(T)) Å RCëi/Nkû \,\!};
константы RCn{\displaystyle RC_n \,\!} представляют собой слова, в которых все байты, кроме первого являются нулевыми, а первый байт имеет значение 2n−1mod256{\displaystyle 2^{n-1} mod 256 \,\!};
b. если Nk=8{\displaystyle N_k = 8 \,\!} и imodNk=4{\displaystyle i mod N_k = 4 \,\!}, то:
T=SubWord(T){\displaystyle T = SubWord(T) \,\!};
c. в остальных случаях модификация переменной T{\displaystyle T\,\!} не выполняется.
Шаг 3. Формируется i{\displaystyle i\,\!}-е слово расширенного ключа:
Wi=Wi−NkÅT{\displaystyle W_i = W_{i-N_k} Å T \,\!}.
Операция SubWord выполняет над каждым байтом входного значения табличную замену, которая была описана выше – см. операцию SubBytes.
Операция RotWord побайтно вращает входное слово на 1 байт влево.
Как видно, процедура расширения ключа является достаточно простой по сравнению со многими другими современными алгоритмами шифрования. Процедура расширения ключа имеет также несомненное достоинство в том, что расширение ключа может быть выполнено «на лету» (on-the-fly), т.е. параллельно с зашифрованием данных.

Вертикальные перестановки

Этот вид шифров также является вариантом маршрутной перестановки. Интересен он в первую очередь наличием ключа. Данный способ был широко распространен в прошлом и также использовал таблицы для шифрования. Сообщение записывается в таблицу обычным образом — сверху вниз, а шифрограмма выписывается по вертикалям, при этом соблюдается порядок, указанный ключом или паролем. Посмотрим на образец такого шифрования.

Используем таблицу размерностью 4х8 клеток и запишем в нее наше сообщение обычным образом. А для шифровки используем ключ 85241673.

и с т я г о с т
н ы м п у т е м
и с с о с т р а
д а н ь е м

Ключ приведен ниже.

8 5 2 4 1 6 7 3

Теперь, используя ключ в качестве указания на порядок следования, выпишем столбцы в строку.

Важно заметить, что при этом способе шифрования пустые ячейки в таблице не следует заполнять случайными буквами или символами, надеясь, что это усложнит шифрограмму. На самом деле, наоборот, такое действие даст врагам подсказку

Потому что длина ключа окажется равной одному из делителей длины сообщения.

Шифрограмма «Сэндвич»

Еще один занимательный и простой пример шифрования методом перестановки. Для его использования нужно открытый текст разделить на 2 половины и одну из них посимвольно вписать между букв другой. Покажем на примере.

Разделим на половины с равным количеством букв.

Теперь запишем первую половину сообщения с большим интервалом между буквами.

И в этих промежутках разместим буквы второй половины.

Наконец сгруппируем буквы в своего рода слова (необязательная операция).

Зашифровать текст этим методом очень легко. Полученную строку-белиберду непосвященному придется разгадывать некоторое время.

Платежи и транзакции

С точки зрения злоумышленников, самая интересная и ценная информация — это данные ваших банковских карт, реквизиты доступа в интернет-банк и коды подтверждения оплаты. Чтобы избежать досадных инцидентов с финансовыми активами, лучше всего использовать такой простой метод защиты, как виртуальная карта для платежей в сети.

Однако и на компьютере можно создать защищённые условия для проведения платежей. Для этого достаточно запустить виртуальную машину (на этот раз уже с доступом в интернет) с зашифрованным диском и без лишнего ПО, чтобы минимизировать риски компрометации вашей финансовой информации.

Стоит помнить, что проблема изоляции приложений на мобильных устройствах под Android пока ещё не имеет универсального системного решения. То есть банковские мобильные приложения работают практически в одной и той же среде со всеми другими утилитами. Поэтому использование двухфакторной аутентификации не даёт гарантий безопасности. Ведь если устройство было поражено вирусом или украдено злоумышленником, он сможет получить доступ и в интернет-банк и ввести проверочный код из пришедшей на устройство SMS. Поэтому для счетов, на которых хранятся действительно серьёзные суммы, лучше не проводить платежи онлайн и не устанавливать мобильные приложения.

Симметричное шифрование

Предположим, что сторона А хочет передать стороне Б секретную информацию. Стоп. А, Б — это всё некрасиво и неудобно. Именно поэтому в криптографии принято называть стороны обмена информацией именами Алиса (Alice) и Боб (Bob).

Итак, как Алиса может передать сообщение, чтобы никто, кроме Боба, не смог прочесть его? Необходимо как-то изменить эти данные по заранее согласованному с Бобом алгоритму. Простейшим способом реализации такой задачи является подстановочный шифр — алгоритм, при котором каждая буква сообщения заменяется на другую букву. Например, вместо первой буквы алфавита («А») Боб c Алисой будут использовать третью («В»), вместо второй («Б») — четвертую («Г») и так далее.

В этом случае алгоритмом шифрования является сдвиг букв алфавита, а ключом — цифра 2 (сдвиг на две позиции). Любой, кто знает алгоритм и ключ, сможет расшифровать сообщение Алисы. Кстати, попробуйте и вы расшифровать это сообщение — стретвоокуф. Вам поможет простой пример на Python 3:

Такие алгоритмы шифрования, при которых Алиса и Боб должны заранее придумать и согласовать одинаковый секрет, называются симметричными, а рассмотренный пример является самым простым алгоритмом этой группы и называется . Он считается небезопасным, и его не рекомендуется использовать. Наиболее популярными и достаточно криптостойкими симметричными алгоритмами являются 3DES и AES.

Отключение защиты

Как отключить шифрование дисков? Иногда ноутбуки или ПК поставляются сразу с зашифрованными дисками. В этом случае в «Моем компьютере» можно заметить соответствующий значок. Чтобы избавиться от защиты и пониженной производительности винчестера, нужно отключить эту опцию.

Для этого нужно перейти в настройки системы, выбрать раздел «О системе», а в нем отключить шифрование. Этот вариант подходит в том случае, если у вас работает BitLocker.

Если вы использовали стороннюю программу, то нужно просто открыть ее и выбрать соответствующий пункт. Обычно в программах он может называться «размонтировать» и т. п.

История, которой уже 4 тыс. лет

Само по себе понятие «шифрование» впервые появилось еще около 4 тыс. лет назад. Простейшим способом шифрования пользовались еще с 3-го тысячелетия до н.э.

При написании письма, буквы менялись местами. Скажем, «А» соответствовала букве «Т», «Б» менялась на «У», «В» на «Ф» и так далее.

В результате, сообщение превращалось в, казалось бы, несвязный набор букв, расшифровать который могла лишь получающее сообщение сторона. Именно там знали, какая буква менялась на какую.

Забавно, но именно такой примитивный метод по сути являлся первым ключом шифрования.

В 479 году до н.э. спартанцы получили несколько деревянных табличек, покрытых восков

На них было важное зашифрованное послание о предстоящем нападении персов. Об этом случае упоминает древнегреческие историк Геродот

Передача информации с возможностью сокрытия от посторонних глаз впервые остро понадобилась именно в военной отрасли.

Криптографический цилиндр Томаса Джеферсона

Спустя много веков для криптографии наступит новый период с использованием полиалфавитных шрифтов. Их принцип был подобным, но более запутанным из-за использования нескольких алфавитов.

Печатная машинка с механическим алгоритмом шифрования.

В первой половине XX века стали использовать электромеханический метод шифрования при помощи хитроумных устройств — шифровальщиков. И, наконец, с 70-х годов XX века за шифровку взялись компьютеры.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий