Mis on krüptimine ja kuidas see toimib?

Sisukord:

Mis on krüptimine ja kuidas see toimib?
Mis on krüptimine ja kuidas see toimib?

Video: Mis on krüptimine ja kuidas see toimib?

Video: Mis on krüptimine ja kuidas see toimib?
Video: CS50 Live, Episode 006 - YouTube 2024, Mai
Anonim
Krüpteeringul on pikk ajalugu, mis ulatub tagasi, kui iidsed kreeklased ja roomlased saatsid salajasi kirju, asendades ainult salajase võtmega dekodeeritavad tähed. Liituge meiega kiire ajalooõppe õppimiseks ja lisateavet selle kohta, kuidas krüptimine toimib.
Krüpteeringul on pikk ajalugu, mis ulatub tagasi, kui iidsed kreeklased ja roomlased saatsid salajasi kirju, asendades ainult salajase võtmega dekodeeritavad tähed. Liituge meiega kiire ajalooõppe õppimiseks ja lisateavet selle kohta, kuidas krüptimine toimib.

HTG Explained tänases väljaandes anname teile lühikese krüptimise ajaloo, kuidas see toimib ja mõned näited erinevatest krüpteerimisviisidest. Veenduge, et vaadata ka eelmist väljaannet, kus me selgitasime, miks nii paljud geeksid vihkavad Internetti Explorer.

Pilt poolt xkcd, loomulikult.

Varasemad krüptimise päevad

Image
Image
Iidlased kreeklased kasutasid Scytale'i vahendit, mis aitasid sõnumeid kiiremini krüpteerida, kasutades transpositsiooni šifreid - nad lihtsalt mähisid silindri ümber oleva pärgamateriaali, kirjutaksid välja sõnumi ja siis, kui see lahti ei oleks mõistlik.
Iidlased kreeklased kasutasid Scytale'i vahendit, mis aitasid sõnumeid kiiremini krüpteerida, kasutades transpositsiooni šifreid - nad lihtsalt mähisid silindri ümber oleva pärgamateriaali, kirjutaksid välja sõnumi ja siis, kui see lahti ei oleks mõistlik.

Loomulikult võib see krüpteerimismeetod olla üsna kergesti purustatud, kuid see on üks esimesi näiteid krüpteeringust, mida tegelikult kasutatakse reaalses maailmas.

Julius Caesar kasutas oma aja jooksul mõnevõrra sarnast meetodit, muutes iga tähe tähe paremale või vasakule mitmete positsioonidega - krüpteerimistehnika, mida nimetatakse Caesari kiipiks. Näiteks, kasutades allpool olevat näidisloetelu, peaksite kirjutama "GEEK" kui "JHHN".

Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

Kuna ainult sõnumi saaja teadis kiipidest, oleks järgmisele isikule raske sõnumit dekodeerida, mis tundub kujutisena, kuid isik, kellel oli šifr, võib seda hõlpsasti dekodeerida ja lugeda.

Teised lihtsad krüpteerimisfailid, nagu Polybiusi väljak, kasutasid polü-tähtrükki, mis loetles iga tähe vastavate numbriliste positsioonidega ülevalt ja küljelt, et teada saada, kus kirja positsioon oli.

Kasutades ülaltoodud tabelit, kirjuta kirja "G" kui "23" või "GEEK" kui "23 31 31 43".
Kasutades ülaltoodud tabelit, kirjuta kirja "G" kui "23" või "GEEK" kui "23 31 31 43".

Enigma masin

Teise maailmasõja ajal kasutasid sakslased Enigma masinat krüpteeritud edastuste edastamiseks edasi-tagasi, mis võeti aastaid enne, kui Poola suutis sõnumeid murda, ja andis liitlasvägedele lahenduse, mis aitas nende võitu.
Teise maailmasõja ajal kasutasid sakslased Enigma masinat krüpteeritud edastuste edastamiseks edasi-tagasi, mis võeti aastaid enne, kui Poola suutis sõnumeid murda, ja andis liitlasvägedele lahenduse, mis aitas nende võitu.

Kaasaegse krüptimise ajalugu

Lets seda silmitsi seisma: tänapäevased krüpteerimistehnikad võivad olla äärmiselt igav teema, nii et selle asemel, et lihtsalt neid sõnu selgitada, oleme koostanud koomiksi, mis räägib krüptimise ajaloost, inspireerituna Jeffi Moseri näpunäidiku AESi näitel. Märkus: selgesti ei saa me koomiksis edastada krüptimise ajalugu kõike.

Nendel päevadel ei ole inimestel elektroonilise side turvalisuse tagamiseks head krüpteerimismeetodit.

Lucifer nimetati Horst Feisteli ja tema IBMi kolleegide poolt väljatöötatud mitmetele varasematele tsiviilblokkide koodidele.
Lucifer nimetati Horst Feisteli ja tema IBMi kolleegide poolt väljatöötatud mitmetele varasematele tsiviilblokkide koodidele.
Andmete krüpteerimisstandard (DES) on blokeerimistsertifikaat (jagatud salajase krüptimise vorm), mille Standardiorganisatsioon valis Ameerika Ühendriikide ametlikuks föderaalse infotehnoloogia standardiks (FIPS) 1976. aastal ja mida hiljem on laialt levinud kasutada rahvusvaheliselt.
Andmete krüpteerimisstandard (DES) on blokeerimistsertifikaat (jagatud salajase krüptimise vorm), mille Standardiorganisatsioon valis Ameerika Ühendriikide ametlikuks föderaalse infotehnoloogia standardiks (FIPS) 1976. aastal ja mida hiljem on laialt levinud kasutada rahvusvaheliselt.
Turvalisus ja DES suhteliselt aeglane käitamine tarkvaraga motiveeritud teadlastel pakkuda välja mitmesuguseid alternatiivseid blokeerimisfunktsioone, mis hakkasid ilmunud 1980-ndate ja 1990ndate aastate alguses: näiteks on RC5, Blowfish, IDEA, NewDES, SAFER, CAST5 ja FEAL
Turvalisus ja DES suhteliselt aeglane käitamine tarkvaraga motiveeritud teadlastel pakkuda välja mitmesuguseid alternatiivseid blokeerimisfunktsioone, mis hakkasid ilmunud 1980-ndate ja 1990ndate aastate alguses: näiteks on RC5, Blowfish, IDEA, NewDES, SAFER, CAST5 ja FEAL
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Rijndaeli krüpteerimisalgoritm võeti vastu USA valitsuse standardsete sümmeetriliste võtmete krüpteerimise või täiustatud krüpteerimisstandardi (AES) abil. AES avaldas 26. novembril 2001 USA Standardinstrumentide ja Tehnoloogiainstituudi (NIST) Ameerika Ühendriikide FIPS PUB 197 (FIPS 197) pärast viieaastast standardimisprotsessi, mille käigus esitati ja hinnati viisteist konkureerivat disainilahendust, enne kui Rijndael valiti kõige rohkem sobiv krüpteerimisalgoritm.
Rijndaeli krüpteerimisalgoritm võeti vastu USA valitsuse standardsete sümmeetriliste võtmete krüpteerimise või täiustatud krüpteerimisstandardi (AES) abil. AES avaldas 26. novembril 2001 USA Standardinstrumentide ja Tehnoloogiainstituudi (NIST) Ameerika Ühendriikide FIPS PUB 197 (FIPS 197) pärast viieaastast standardimisprotsessi, mille käigus esitati ja hinnati viisteist konkureerivat disainilahendust, enne kui Rijndael valiti kõige rohkem sobiv krüpteerimisalgoritm.

Krüpteerimisalgoritmi jõudlus

Paljud krüpteerimisalgoritmid on olemas ja kõik sobivad erinevatel eesmärkidel - kaks peamist omadust, mis tuvastavad ja eristavad üht krüpteerimisalgoritmi teisest, on selle võime kaitsta rämpsposti rünnakute eest, selle kiirus ja tõhusus seda tehes.

Heaks näiteks krüptimise eri liiki kiiruse erinevuse kohta saate TrueCrypt'i helitugevuse loomise viisardis kasutatavat võrdlusuuringute utiliiti - nagu näete, on AES kindlasti kiireim kindel krüpteering.

Mõlemad on aeglasemad ja kiiremad krüpteerimismeetodid ning kõik sobivad erinevatel eesmärkidel. Kui proovite pisikeste andmete lahti krüptida iga kord nii tihti, võite endale lubada võimalikult tugeva võimaliku krüptimise või isegi krüpteerida seda kahel erineval krüpteerimisel. Kui teil on vaja kiirust, oleksite tõenäoliselt soovinud minna AESiga.
Mõlemad on aeglasemad ja kiiremad krüpteerimismeetodid ning kõik sobivad erinevatel eesmärkidel. Kui proovite pisikeste andmete lahti krüptida iga kord nii tihti, võite endale lubada võimalikult tugeva võimaliku krüptimise või isegi krüpteerida seda kahel erineval krüpteerimisel. Kui teil on vaja kiirust, oleksite tõenäoliselt soovinud minna AESiga.

Lisateabe saamiseks erinevate krüpteeringute võrdlemise kohta vaadake Washingtoni Ülikooli St Louisi aruannet, kus nad tegid tonni katsetusi erinevate rutiinide kohta ja selgitasid seda kõvasti kõvasti kirjutades.

Kaasaegse krüptimise tüübid

Kogu väljamõeldud krüpteerimisalgoritmi, mida me varem rääkisime, kasutatakse enamasti kahte erinevat krüptimise tüüpi:

  • Sümmeetrilised võtialgoritmid krüpteerimiseks ja dekrüptimiseks krüpteerimisvõtmetega seotud või identsed krüpteerimisvõtmed.
  • Asümmeetrilised võtialgoritmid Krüptimiseks ja dekrüpteerimiseks kasutage erinevaid võtmeid - tavaliselt nimetatakse seda avaliku võtmega krüptograafiaks.

Sümmeetriline võti krüpteerimine

Selle mõiste selgitamiseks kasutame Wikipedias kirjeldatud postiteenuste metafoori, et mõista, kuidas sümmeetrilised võti algoritmid toimivad.

Alice paneb oma salajase sõnumi kasti ja lukustab kasti lukukeegliga, millele tal on võti. Seejärel saadab ta tavapostiga karbi Bobile. Kui Bob saab kasti, kasutab ta kast avamiseks ja sõnumi lugemiseks Alice võtme identset koopiat (mida ta varem kuidagi sai kätte, võib-olla näost näkku kohtumisel). Bob saab seejärel kasutada salajast vastust saatmiseks sama lukukeele.

Sümmeetrilist võtme algoritme saab jagada voosciferiksi ja plokk ciphers-stream-ciphers krüpteerima sõnumi bitti korraga, ja plokk ciphers võtab mitmeid bitid, sageli korraga 64 bitti plokkide ja krüpteeritakse need üks üksus. Saadaval on palju erinevaid algoritme - populaarsemad ja hästi austatud sümmeetrilised algoritmid hõlmavad Twofish, Serpent, AES (Rijndael), Blowfish, CAST5, RC4, TDES ja IDEA.
Sümmeetrilist võtme algoritme saab jagada voosciferiksi ja plokk ciphers-stream-ciphers krüpteerima sõnumi bitti korraga, ja plokk ciphers võtab mitmeid bitid, sageli korraga 64 bitti plokkide ja krüpteeritakse need üks üksus. Saadaval on palju erinevaid algoritme - populaarsemad ja hästi austatud sümmeetrilised algoritmid hõlmavad Twofish, Serpent, AES (Rijndael), Blowfish, CAST5, RC4, TDES ja IDEA.

Asümmeetriline krüpteerimine

Asümmeetrilises võtmesüsteemis on Bobil ja Alice'il eraldi tabalukud, mitte sümmeetrilise näitena mitmest klahvist ühe sulguri asemel. Märkus. See on loomulikult üsna üsna lihtsustatud näide sellest, kuidas see tõesti toimib, mis on palju keerulisem, kuid saate üldise idee.

Esiteks küsib Alice, et Bob saadab oma tavapostiga oma avatud tabaluku, hoides oma võtit ise. Kui Alice saab selle, kasutab ta seda oma sõnumi sisaldava kasti lukustamiseks ja saadab lukustatud kasti Bobile. Bob saab seejärel klahvi avada oma võtme abil ja lugeda Alise sõnumit. Selleks, et vastata, peab Bob sarnaselt hankima Alice'i avatud klapi, et lukustada kast enne selle saatmist talle tagasi.

Image
Image

Asümmeetrilise võtme süsteemi kriitiline eelis on see, et Bob ja Alice ei pea kunagi üksteisele oma võtmete koopiat saatma. See takistab kolmanda osapoole (võib-olla näiteks korruptiivse postiteenistuse poolt) võtme kopeerimist ajal, kui see on transiidil, võimaldades kolmandal osapoolel spioonil kõigis tulevikus saadetud sõnumites, mis saadetakse Alice'i ja Bobi vahel. Lisaks, kui Bob oleks hooletu ja lubatud keegi teine kopeerida tema võti Alice'i sõnumeid Bobile kahjustaks, kuid Alice'i sõnumid teistele inimestele jääksid salajaseks, kuna teised pakuvad Alice'ile erinevaid tabalukke.

Asümmeetriline krüptimine kasutab krüpteerimiseks ja dešifreerimiseks erinevaid võtmeid. Sõnumi saaja loob privaatvõtme ja avaliku võtme. Avalik võti jagatakse sõnumi saatjate vahel ja nad kasutavad avalikku võtit sõnumi krüptimiseks. Abisaaja kasutab oma privaatvõtit mis tahes krüptitud sõnumeid, mis on krüptitud kasutades adressaadi avalikku võtit.

Selle krüpteeringu läbiviimisel on üks oluline eelis, mis võrdub sümmeetrilise krüptimisega. Me ei vaja kunagi varjatud kanali kaudu salajasi (nagu meie krüpteerimisvõtme või parooli). Teie avalik võti kustub maailmale - see pole salajane ja see ei pea olema. Teie privaatne võti võib jääda rahulikuks ja hubaseks teie personaalarvuti, kus te seda genereerisite - seda ei tohi kunagi e-posti teel saata ega lugeda ründajad.

Kuidas krüpteerimine tagab suhtlemise veebis

Paljude aastate jooksul on SSL-i (Secure Sockets Layer) protokoll taganud teie veebibrauseri ja veebiserveri vahel krüpteerimisega veebitehingud, kaitstes teid kellegi eest, kes võib keskel võrgu segi ajada.

SSL ise on kontseptuaalselt üsna lihtne. See algab siis, kui brauser nõuab turvalist lehte (tavaliselt https://)

Veebiserver saadab oma avaliku võtme oma sertifikaadiga
Veebiserver saadab oma avaliku võtme oma sertifikaadiga
Image
Image

Brauser kontrollib, kas sertifikaadi on välja andnud usaldusväärne osapool (tavaliselt usaldusväärne juurteallikas), et sertifikaat on endiselt kehtiv ja sertifikaat on seotud saidiga, kuhu ühendust võttis.

Image
Image

Seejärel kasutab brauser avaliku võtme, juhusliku sümmeetrilise krüpteerimisvõtme krüptimiseks ja saadab selle serverile nõutava krüpteeritud URL-i ja muude krüpteeritud http-andmetega.

Image
Image

Veebiserver dekrüpteerib sümmeetrilise krüpteerimisvõtme oma isikliku võtmega ja kasutab brauseri sümmeetrilist võtme URL-i ja http-de andmete dekrüpteerimiseks.

Image
Image

Veebiserver saadab tagasi soovitud HTML-dokumendi ja http-andmed, mis on krüptitud brauseri sümmeetrilise võtmega. Brauser dešifreerib http-andmete ja html-dokumendi, kasutades sümmeetrilist võtit ja kuvab teavet.

Ja nüüd saate turvaliselt osta eBay-eseme, mida te tõesti ei vaja.
Ja nüüd saate turvaliselt osta eBay-eseme, mida te tõesti ei vaja.

Kas sa õppisid midagi?

Kui te seda nii kaugele jõudsite, oleme meie pika teekonna lõpus, et mõista krüpteerimist ja natuke selle toimimist - alates kreeklaste ja roomlaste krüpteerimise algusaegadest, Luciferi tõust ja lõpuks, kuidas SSL kasutab asümmeetrilist ja sümmeetrilist krüptimist, et aidata eBay'il osta selle koheva roosa jänku.

Me oleme suured fännid krüpteerimisest siin How-To Geekis ja oleme läbi viinud palju erinevaid viise, kuidas teha järgmisi asju:

  • TrueCryptiga alustamine (teie andmete turvalisuse tagamiseks)
  • Lisage automaatne veebisaidi krüptimine Firefoxile
  • BitLocker To Go krüpteerib portatiivsed välkmälud Windows 7-s
  • Kuidas kaitsta oma Linuxi arvutit, krüpteerides kõvaketast
  • Klõpsake Windows 7 / Vista paremklõpsuga menüüs valikut Krüptida / lahtikrüptimise valikud
  • TrueCrypt Drive Encryption'i käivitamine Mac OS X-is

Loomulikult on krüptimine liiga keeruline teema, mis selgitab kõike. Kas me jäime midagi olulist? Väljendage kommentaare oma kaaslaste lugejate kohta.

Soovitan: