Способы шифровки: Шифрование информации: как защитить свои данные

Содержание

Шифры и шифровки

В современном обществе человек должен уметь не только решать задачи и выполнять математические действия, но и уметь анализировать окружающий мир. Все большую популярность приобретают пароли, коды доступа, шифрование и дешифровка информации, нумерология, «игры с числами». Различные методы шифрования встречаются как в древности так и в наше время. Их создание очень привлекает как простых людей, так и специалистов: программистов, математиков, «безопасников», которые придумывают всё новые формы. Криптография способствует формированию умений и навыков, носящих общенаучный и обще интеллектуальный характер, содействует их участию в творческой деятельности. Подготовка сообщения способствует знакомству с литературой по избранной теме, создает возможность использовать приобретенные навыки работы с источниками, развивает самостоятельность мышления, умение на научной основе анализировать явления деятельности и делать выводы. Сообщение является первой из форм изучения литературы, предваряя углубленное изучение первоисточников, применение полученных знаний к анализу.

Цель урока: рассмотреть с обучающимися различные методы шифрования информации.

Задачи:

Образовательные:
- расширение кругозора детей за счет использования знаний межпредметных областей;
- формирование первичных представлений об идеях и методах математики, как форме описания и методе познания действительности.
Развивающие:
- развитие умения работать с литературой;
- развитие аналитического мышления.
Воспитательные:
- воспитание умения работать в коллективе: выслушивать мнение других обучающихся и отстаивать свою точку зрения.

Методы обучения: словесный, наглядный, деятельностный

Формы обучения: групповая

Средства обучения:

доска, компьютер, мультимедийный проектор, экран, тетради, средства для письма (на экран выводятся изображения исторических личностей, ключи шифров, репродукции полотен художников).

В результате изучения обучающиеся должны знать и уметь:
– знать простейшие виды шифрования;
– записывать информацию в виде шифра;
– иметь представление о тех видах человеческой деятельности (2-3 вида), где используются шифры (только после изучения темы).

Необходимые для работы термины:

Шифр – какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации.
Шифрование – обратимое преобразование информации в целях сокрытия от неавторизованных лиц, с предоставлением, в это же время, авторизованным пользователям доступа к ней.
Криптогра́фия

(от др.-греч. κρυπτός — скрытый иγράφω — пишу) — наука о методах обеспечения конфиденциальности, шифрах.

Из группы обучающихся выделяются докладчики (1-2 человека), перед каждой из которых ставится предварительная цель ознакомиться с историей возникновения простых видов шифрования, известных им с других уроков, или исторических личностей. Каждая группа докладчиков предварительно получила домашнее задание – сделать сообщение по теме на 1–3 минуты:

1 группа: «Тарабарская грамота».
2 группа: «Королева Мария Стюарт».
3 группа: «Шифр Цезаря».
4 группа: «Шифр кардинала Ришелье».

Содержание занятия

1. Вступительное слово педагога

Во время своего рассказа учитель задает ребятам наводящие вопросы.

Цель: сформулировать цель и задачи урока совместно с учащимися, заинтересовать их темой занятия, определить предварительные знания учащихся по этой теме

– Сегодня на занятии мы поговорим о шифрах и шифровках, методах сокрытия информации и использования в современном мире. Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые сообщения от посторонних глаз. Можете ли вы привести примеры таких способов? Что такое шифр? Чем шифр отличается от шифровки? Какие способы шифрования вы можете предложить? Используются ли методы шифрования в современном мире? Где именно?

2. Основная часть

Цель: познакомить учащихся с основными методами шифрования информации.

Чаще всего шифры применялись в военной области и дипломатии: сначала ими пользовались пираты, отмечая расположение кладов, алхимики, купцы, заговорщики. Впоследствии, дипломаты, стремящиеся сохранить тайны переговоров, военачальники, скрывающие от противника отданные распоряжения, разведчики и другие. Первые шифры были очень несложными. Рассмотрим самые известные из них.

Выступление группы 1 с рассказом об истории шифра «Тарабарская грамота»

В основном древняя криптография (от греческих слов «крипто» – скрытый, и «графия» – описание) основывалась на взаимозамене букв. Русские дипломаты XV – XVI веков применяли так называемую «тарабарскую грамоту», или, как её ещё называли, «хитрую литорею», в которой все гласные оставались неизменными, а согласные заменялись одна другой по определенной схеме. Её легко расшифровать, так как количество букв в слове и гласные, которых в русском языке предостаточно, делают возможным разгадать и все остальное. Поэтому литорея, или симметричный шифр, как называется тарабарская грамота по-научному, вынуждена была все время усложняться, чтобы быть эффективной. Таки появилась тайнопись «мудреная». Она имела несколько вариантов, среди которых были и цифры. Буквам соответствовали числа, а уже с ними совершали простые арифметические действия – например, прибавляли некую постоянную цифру-ключ. В этой тайнописи были скрыты и гласные, что усложняло задачу стороннего дешифровальщика. Известно, что тарабарская грамота использовала греческие буквы, потом пробовала перейти на латинскую азбуку, но все эти ухищрения не сделали ее более сложной. При Иване Грозном произошло усилением влияния России в мировой политике, и вопрос шифровки писем послами приобрел важное значение. Новую версию называли «затейным письмом» и использовали подъячие палаты тайных дел. Шифр имел в своей основе ключ, который заучивался наизусть. Иногда целые слова или слоги заменялись причудливым значком, символом. До нас дошла особая азбука, выработанная патриархом Филаретом.

Алексей Михайлович и его сын Петр I также имели в своем распоряжении азбуку из вымышленных знаков.

Работа с учащимися

Мы с вами познакомимся с простой литореей, которая заключается в следующем: поставив согласные буквы в два ряда, употребляют в письме верхние буквы вместо нижних и наоборот, причём гласные остаются без перемены.

б в г д ж з к л м н
щ ш ч ц х ф т с р п

Задание №1 для учащихся: расшифровать известное стихотворение А. Барто

Шылкунас цотсацгит юпый
Чошомис оп о кмуце.
Оп цотафышас л кмищупы:
– Пухеп кмуц шлечца, шефце!
Пар шесик кмуцикля втоса,
Угик экору окмяц…
– Ноцпири щурахту л носа –
Тмитпус тко-ко иф мещяк.
По кук цотсацгит ромбикля:
– Па эко елкь ущомбида!

Выступал докладчик юный,
Говорил он о труде.
Он доказывал с трибуны:
– Нужен труд всегда, везде!

Нам велит трудиться школа,
учит этому отряд….

– Подними бумажки с пола –
Крикнул кто-то из ребят.
Но тут докладчик морщится:
– На это есть уборщица!

Задание №2 для учащихся: Зашифровать одно из известных детских стихотворений по выбору учащегося.

Выступление группы 2 с рассказом об истории Марии Стюарт

Субботним утром 15 октября 1586 года Мария Стюарт, королева Шотландии, была обвинена в государственной измене. Ей вменяли в вину организацию заговора с целью убийства королевы Елизаветы I, чтобы завладеть короной Англии. Сэр Фрэнсис Уолсингем, государственный секретарь королевы Елизаветы I, уже арестовал других заговорщиков, добился от них признания и казнил. Теперь он собирался доказать, что Мария была душой заговора, а посему наравне с ними виновна и наравне с ними заслуживает смерти. Королева Мария и предводитель католиков – аристократов Энтони Бабингтон пользовались шифром простой замены, в котором каждая буква исходного текста заменяется, в соответствии с ключом, другим символом.

Такой вид шифрования был очень распространен в тот период и считался достаточно надежным. К сожалению, лучший криптоаналитик Елизаветы, Томас Фелиппес был экспертом в частотном анализе и смог расшифровать переписку заговорщиков без особых трудностей.
Работа с учащимися
Так как королева Мария Стюарт в основу своего шифра положила английский алфавит, то для нас с вами он является не очень удобным. Мы составим его аналогию. Каждой букве положим в соответствии определенный символ (составляется вместе с детьми). Потому шифр называется символическим.

Буква
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
Символ
§
ò
Ħ

ĩ
÷
¥
ī
Ō
Ƈ
ƌ
Ə
€
™
≤
π
∆
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я

√
£
®
×
Ɛ
Ɵ
≥
µ
Ʃ
ǁ
Ɏ
∩
ɯ
ʍ
ϖ
∞

Задание № 3 для учащихся: прочитать зашифрованный текст, используя таблицу.
©√¥€√§£π∆ ©∆™×µ§¥®£∞ ®∩ ≤∆™∆÷ ¥≥
Ответ: прекрасно получается ты молодец
Выступление группы 3 с рассказом о шифре Гая Юлия Цезаря
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования. Он назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами. Цезарь использовал его со сдвигом 3, чтобы защищать военные сообщения. Хотя Цезарь был первым зафиксированным человеком, использующим эту схему, другие шифры подстановки, как известно, использовались и ранее. Нам неизвестно, насколько эффективным шифр Цезаря был в то время. Учитывая, что большинство врагов Цезаря были неграмотными, шифр вполне можно назвать безопасным. Из-за непривычной комбинации букв некоторые читатели думали, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. Нет никаких свидетельств того времени касательно методов взлома простых шифров подстановки. Шифр Цезаря был и является популярным и наиболее широко известным. Октавиан Август, племянник Цезаря, также использовал этот шифр, но со сдвигом вправо на один, без возвращения к началу алфавита. В XIX веке некоторые рекламные объявления в газетах иногда использовалась, чтобы обмениваться сообщениями, зашифрованными с использованием простых шифров. В 1915 шифр Цезаря использовала российская армия как замену для более сложных шифров, которые оказались слишком трудными для войск, но раскрывали их также быстро. Последние упоминания использования шифра Цезаря в больших масштабах или известными личностями относятся к 2006 году. Босс мафии Бернардо Провенцано был пойман в Сицилии частично из-за расшифровки его сообщений, написанных с использованием вариации шифра Цезаря.
Работа с учащимися. Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на три позиции левее или правее него в алфавите. Например, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее.
Задание № 4 для учащихся: Используя шифр Цезаря со сдвигом на три вправо, расшифруйте знакомые вам строки.
Лжзх дюъсн, нгъгзхфв,
Екжюшгзх рг шсжц:
– сш, жсфнг нсръгзхфв,
Фзмъгф г цтгжц!
Задание № 5 для учащихся: Вместе с ребятами зашифровать одно из известных детских стихотворений по выбору учащихся.
Выступление группы 4 с рассказом о шифре Ришелье
Даже в наши дни следует дополнительно позаботиться о конфиденциальности информации, например с помощью алгоритмов ручного шифрования. Один из способов – повторное шифрование, но оно также не дает гарантии защиты. Это может позволить повысить хотя бы временную стойкость передаваемой информации. Впервые понятие стойкости было сформулировано Антуаном Россиньолем, начальником шифровального отделения, созданного кардиналом Ришелье во Франции: «Стойкость военного шифра должна обеспечивать секретность в течение срока, необходимого для выполнения приказа. Стойкость дипломатического шифра должна обеспечивать секретность в течение нескольких десятков лет».
Работа с учащимися
Шифр, использовавшийся Ришелье представляет собой шифр перестановки, при котором открытый текст разбивается на отрезки, а внутри каждого отрезка буквы переставляются в соответствии с фиксированной перестановкой.
Ключ: (2741635) (15243) (671852493) (07) (28615)(943)(2741635)
Задание №6 для учащихся: Вместе с ребятами зашифровать одно из известных детских стихотворений по выбору учащихся.
Рассказ учителя о цифровом шрифте
Вместо букв и знаков можно брать соответствующие им числа. Тогда шифрование сведётся к тому, что вместо одних чисел, соответствующих исходной букве или знаку, надо взять другое число.
Задание №7 для учащихся: Вместе с ребятами зашифровать одно из известных детских стихотворений по выбору учащихся.
С наиболее подготовленной группой учащихся можно разобрать шифр Виженера.
3. Этап закрепления материала
Учащиеся разбиваются на группы, каждой из которых дается задание: зашифровать известное выражение. Так как группы различаются по уровню подготовки и работоспособности, то метод шифровки выдает учитель. В конце занятия на доске вывешивают таблицу, в которую каждая группа выписывает свой результат:
Математику следует изучать за тем, что она ум в порядок приводит.
Ответы
Группа 1. Тарабарская грамота
Ракеракиту лсецуек ифугакь сивь факер, гко опа ур ш номяцот нмашоцик.
Группа 2. Шифр символический
буква
А
б
в
г
д
е
ё
ж
з
и
й
к
л
символ
↓
↔
↕
↖
↗
↘
↙
↨
∂
∆
∏
∑
Ω
буква
р
с
т
у
ф
х
ц
ч
ш
щ
ь
ы
ъ
символ
√
∞
∟
∩
∫
≈
≠
≡
≤
≥
⌂
⌐
⌠
∕↓∟↘∕↓∟∆∑∟∆∑∩_∞Ω↘↗∩↘∟_∆∂∩≡↓∟⌂_∂↓_∟↘↑_≡∟↑_↑←↓_∩∕_↕_→↑√●↗↑∑_→√∆↕↑↗∆∟
Группа 3. Шифр Ришелье
Ожцётгч йпхщо йьёьнйчаг тб йзшёс ацс рфдфтеф рчгефнф сндтж ощ
Группа 4. Шифр символический (цифровой)
15 7 22 19 15 7 22 17 16 16_ 15 23 19 35 16 19 22_ 17 22 16 13 7 22 34_22 7_ 22 19 15_ 13 22 13_ 13 21 7_ 16 15_ 20_ 17 13 10 13 35 13 16_ 17 10 17 20 13 35 17 22
Группа 5. Шифр Цезаря
пгхзпгхлнц фозжцзх лкцъгхя кгхзп, ъхс срг цп е тсувжсн тулесжлх.
Группа 6. Шифр Виженера
амёсамёхюа ешшржсё хыакмёи ымёса, дёы въу аа о гыдлчыю ьдххычхё.
4. Выводы по занятию. Сегодня мы с вами познакомились с несколькими способами шифрования, научились их использовать на практике. На следующем занятии мы познакомимся с другими видами информации и узнаем, где и как они применяются в современном мире.
5. Этап рефлексии. Подведение итогов урока.
Какой из методов шифрования вам запомнился больше всего? Почему? Какой показался наиболее сложным для шифрования? Какой показался наиболее сложным для дешифровки? Какой способ, на ваш взгляд, более эффективен? Хотели бы вы использовать шифры сами?
6. Домашнее задание
Рассказывают, как один царь обрил голову гонца, написал на ней послание и отослал гонца к своему союзнику лишь тогда, когда волосы на его голове отросли. Развитие химии дало удобное средство для тайнописи: симпатические чернила, записи которыми не видны до тех пор, пока бумагу не нагреют или обработают каким-нибудь химикатом. Какие способы сокрытия или шифрования вы можете еще привести? Приведите несколько примеров.
Замечание: Данное занятие является первым при изучении темы «Шифры и шифровки». Основное внимание уделяется простым способам шифрования и отработке некоторых из них. Следующие занятия посвящены практическому применению шифров в современном обществе и знакомству учащихся с другими способами «тайной переписки». Выбор стихов для шифрования зависел от возраста и интересов конкретной группы.
Список использованной литературы:
1. Депман И.Я., Виленкин Н.Я. За страницами учебника математики. Пособие для учащихся 5-6 классов средней школы. — М.: Просвещение, 1989. — 287 с.
2. Мир математики в 40т. Т.2: Ж. Гомес. Математики, шпионы и хакеры. Кодирование и криптография./ Пер. с англ. – М.: Де Агостини, 2014. – 144 с.
3. Энциклопедия для детей. Том 11. Математика. 2-е изд., перераб. — М.: Мир энциклопедий Аванта+: Астрель 2007. — 621 с. Ред. коллегия: М. Аксёнова, В. Володин, М. Самсонов
Методы шифрования — презентация онлайн
Похожие презентации:
Методы шифрования
Способы шифрования
Криптография. Симметричные алгоритмы шифрования
Основные понятия криптографической защиты. Симметричные алгоритмы шифрования
Разработка приложения по шифрованию и дешифрованию текста
Создание приложения для шифрования и дешифрования текста
Методы шифрования текста
Разработка программы для шифрования и дешифрования текста особой важности
Разработка программы для шифрования и дешифрования текста особой важности
Программа для шифрования и дешифрования текста особой важности
1.
Методы шифрованияВыполнил: Шелин Илья
Ярославович
Проверил: Кулаченков
Кирилл Вадимович
2. Постановка задачи
Зашифровать осмысленный текст высокой важности. Шифрование и
дешифрование выполнять с использованием зашифрованного ключа.
Шифрование ключа выполнять множеством математических операций
с обратимостью.
Задача должна быть реализована как законченное приложение со
скрытыми формулами и открытыми полями ввода
2
3. Средства реализации
Для реализации поставленной задачи мной была использована
программаMicrosoft Excel
3
4. Основные понятия
Шифрование — обратимое преобразование информации в целях
ограничения доступа посторонних лиц к информации.
Шифр — совокупность методов и способов обратимого преобразования
информации с целью ее защиты от несанкционированного доступа
(обеспечения конфиденциальности информации).
Ключ — это секретная информация, используемая криптографическим
алгоритмом при шифровании/дешифровании информации. При
использовании одного и того же алгоритма результат
шифрования зависит от ключа.
4
5. Методы шифрования. Метод Цезаря
При шифровании методом Цезаря буквы исходного текста смещаются
на N позиций в алфавитном порядке.
5
6. Методы шифрования. Метод Виженера
Этот Шифр многоалфавитной замены можно описать таблицей
шифрования. Каждая строка таблицы представляет собой символы
используемого алфавита с циклическим сдвигом на n позиций.
6
7. Методы шифрования. Метод Вермана
Метод Вернама использует двоичное представление символов
исходного текста
7
8. Методы шифрования. Метод Плейфера
Шифр Плейфера использует матрицу 6х6, содержащую ключевое слово
или фразу. Ключевое слово, дополненное алфавитом составляет
матрицу и является ключом шифра.
8
9. Методы шифрования. Алгоритм шифрования RLE
RLE (англ. run-length encoding) — Кодирование длин серий. Шифр
используется для сжатия информации путём сведения
одинаковых элементов. Применяется в основном в
шифровании (кодировании) изображений.
9
10. Методы шифрования. Метод Гронсфельда
Этот шифр сложной замены, называемый шифром Гронсфельда,
представляет собой модификацию шифра Цезаря с числовым ключом.
10
11. Методы шифрования. Метод Полибия
К каждому языку отдельно составляется таблица шифрования с
одинаковым (не обязательно) количеством пронумерованных строк и
столбцов, параметры которой зависят от его мощности (количества букв
в алфавите).
11
12. Сравнение методов шифрования
Наличие
ключа шифрования
Надёжность
Наличие
матрицы
12
Простота реализации
Размер ключа
Шифр Цезаря
+\-
Низкая
—
Очень просто
Очень маленький
Шифр Виженера
+
Высокая
—
Просто
Большой
Шифр Вернама
+
Средняя
—
Просто
Большой
Шифр Плейфера
+
Высокая
+
Сложно
Средний
Шифр RLE
—
Низкая
—
Очень просто
—
Шифр Гронсфельда
+
Высокая
—
Нормально
Любой
Шифр Полибия
+
Высокая
+
Сложно
Средний
13.
Метод ГронсфельдаМатрица отсутствует;
есть ключ шифрования;
возможность проведения математических операций с ключом
шифрования.
Как было сказано выше, метод Гронсфельда является шифром сложной
замены, основанный на шифре Цезаря. Главным отличием данного
шифра от шифра Цезаря в количестве операций, а как следствие, и в
более высокой надёжности. Для шифрования текста методом
Гронсфельда каждая буква смещается на N позиций по алфавиту (Nразряд ключа шифрования).
13
14. Реализация
14
Разбивание текста на символы
Сложение
с ключом
Перевод символов в числа
Вычитание ключа
Перевод чисел в символы
Устройство
шифрования ключа
Алфавит
На основании изученных материалов по выявленным методам
шифрования текста, сравнения изученных методов и составления
сводной таблицы было выяснено , что для реализации поставленной
задачи лучше всего подходит шифр Гронсфельда.
Во время выполнения практической работы мной были получены
знания об основных методах шифрования и их применения
15
16
Спасибо за внимание
English Русский Правила
5 наиболее распространенных методов шифрования для защиты ваших данных
Что такое шифрование данных и как оно работает?
Шифрование данных — это процесс преобразования данных (текста, электронной почты, сообщений и т. д.) из читаемого формата в нечитаемый. Этот процесс был введен с учетом важности безопасности данных в последнее время. Вы можете прочитать эти зашифрованные данные только после выполнения процесса расшифровки. Рекомендуется использовать шифрование данных, поскольку оно защищает конфиденциальность данных компании от несанкционированного доступа или в случае утечки данных. Например, если вы отправляете электронное письмо, вы можете использовать технологию шифрования для преобразования содержимого почты в зашифрованные данные, чтобы никто, кроме получателя, не смог понять почту.
Что такое криптография?
Криптография защищает конфиденциальность и целостность информации, не будучи уязвимой для злоумышленников или угроз. Это метод шифрования, который гарантирует, что данные видны только отправителю и получателю, и никакой посредник не может украсть данные и получить информацию.
В целом существует три наиболее распространенных типа криптографических методов. Это –
Криптография с симметричным ключом — Здесь отправитель и получатель используют один и тот же ключ, и его можно использовать как для шифрования, так и для расшифровки.
Хеш-функции — ключ не используется, вместо этого используется хэш-значение для шифрования текста, содержимого и паролей.
Криптография с открытым ключом — В этом случае используются два разных ключа, такие как открытый ключ для шифрования и закрытый ключ для дешифрования. В секрете хранится только закрытый ключ.
Прочтите наш блог о том, что такое криптоанализ, и узнайте, как криптоаналитик расшифровывает шифры без ключа шифрования.
Разница между симметричным ключом и асимметричным ключом
Существует два типа ключей шифрования; Симметричные и асимметричные ключи. Симметричные ключи менее безопасны, поскольку они используют один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Например, отправка электронного письма в зашифрованном виде с использованием симметричного ключа. Теперь этот ключ используется для расшифровки и чтения сообщения.
Принимая во внимание, что асимметричные ключи гораздо более безопасны, чем симметричные, поскольку они используют разные ключи для шифрования и дешифрования данных. Например, в том же сценарии отправки электронной почты вы зашифровали свое сообщение с помощью ключа, но получатель должен расшифровать сообщение с помощью другого ключа.
Наш блог о симметричном ключе и асимметричном ключе поможет вам получить четкое представление об этих терминах.
Средства и методы шифрования:
Многие методы шифрования различаются по используемому ключу (симметричному или асимметричному), длине ключа, размеру зашифрованных блоков данных и т. д. Мы кратко рассказали о некоторых из наиболее популярных методов шифрования. в этой статье. Существует несколько инструментов, доступных для методов шифрования. В том числе –
Triple DES — заменяет алгоритм стандарта шифрования данных (DES), использует 3 отдельных 56-битных ключа. TripleDES — это расширенная форма DES, которая трижды применяет алгоритм шифрования DES ко всем блокам данных. Они используются для шифрования PIN-кодов банкоматов и т. д.
RSA — общедоступный алгоритм шифрования для защиты данных в Интернете. Это алгоритм шифрования с асимметричным ключом, в котором используются открытый и закрытый ключи. RSA — это алгоритм, основанный на факторизации произведения двух простых чисел. Если получатель знает только эти числа, он может расшифровать сообщение. RSA находит свое применение в цифровых подписях, но часто работает медленно, когда необходимо зашифровать большой объем данных.
Blowfish — Разбивает сообщение на 64 бита и шифрует их, что используется в некоторых платежных шлюзах. Это быстро, эффективно и гибко. Blowfish находит свое применение во встроенных системах и считается достаточно безопасным.
Twofish . Ключи в этом алгоритме имеют длину 256 бит, и это метод шифрования с симметричным ключом. Twofish до сих пор используется многими программными решениями для шифрования файлов и папок. Это безлицензионный метод шифрования 128-битного блока данных, он также всегда шифрует данные в раундах по 16, что делает его медленнее.
AES — расширенный стандарт шифрования, которому доверяют многие стандартные организации. Он может шифровать 128-битные, 192-битные, а также 256-битные данные. AES — это алгоритм симметричного шифрования, который в основном используется сегодня. AES используется как для остальных данных, так и для транзитных.
Получите 100% повышение!
Осваивайте самые востребованные навыки прямо сейчас!
В Интернете необходимо поддерживать пять основных функций конфиденциальности. Это электронная почта, файлы, голос, чат и конфиденциальность трафика. Для методов шифрования доступно несколько специализированных программ и приложений, в том числе —
LastPass — менеджер паролей, используемый для создания надежных и безопасных паролей.
BitLocker — встроенный в ОС Windows инструмент шифрования всего диска, использующий для шифрования AES.
Veracrypt — аналогичен Bitlocker, но используется на разных платформах, таких как Windows, Linux, OS X и т. д.
DiskCryptor — бесплатный инструмент шифрования, используемый даже для скрытия системных разделов и образов ISO.
HTTPS Everywhere — гарантирует, что веб-сайты проходят процесс аутентификации при подключении к защищенному веб-сайту.
VPN — для VPN доступны браузер Tor, Express VPN, Cyber Ghost и несколько других инструментов. Он используется для обеспечения того, чтобы веб-трафик и данные оставались зашифрованными.
Прокси-серверы — Используя онлайн-прокси-серверы, мы можем скрыть IP-адрес и работать анонимно.
Присоединяйтесь к лучшему сертифицированному тренингу по этичному взлому и дайте старт своей карьере профессионального этического хакера!
Алгоритм безопасного хеширования:
Хэш — это математическая функция, которая используется компьютером, поскольку они удобны для вычисления хэша. Они идентифицируют, сравнивают или выполняют вычисления с файлами и строками данных. Алгоритмы хеширования используются в базах данных, а также используются для хранения паролей.
Серийный номер ША-1 ША-2
1 SHA-1 — это 160-битный хэш. SHA-2 — это хэш 256.
2 Разработан в 1993 году. Разработано после 2009 года.
3 Уязвим к атакам грубой силы В SHA-2 предотвращены атаки грубой силы.
Свойства хеш-функции:
Хеш-функция со следующими свойствами считается желательной. Они включают в себя —
Сопротивление предварительному изображению — Это свойство известно сложными вычислениями для реверсирования хэша.
Сопротивление второго предварительного изображения — Это свойство дает входные данные и хэш, и трудно найти такие же входные данные и хэш.
Устойчивость к коллизиям . Это свойство затрудняет поиск двух уникальных входных данных любой длины, которые приводят к одному и тому же хешу.
Чтобы лучше понять Безопасность информационной системы, прочтите этот блог!
Криптографические атаки:
Криптографические атаки, осуществляемые хакером, могут быть как активными, так и пассивными атаками. Существуют различные методологии криптографических атак —
Атаки только с зашифрованным текстом (COA) — Злоумышленник расшифровывает обычный текст, используя зашифрованный текст. Ключ шифрования определяется из этой атаки.
Атака по известному открытому тексту (KPA) — Известно несколько частей открытого текста, остальные несколько частей расшифровываются с использованием зашифрованного текста.
Атака с выбранным открытым текстом (CPA) — Выбор простого слова выбирает сам злоумышленник. RSA уязвим для этого типа атак.
Атака грубой силы (BFA) — длительный процесс, когда злоумышленник пытается расшифровать все возможные комбинации ключа.
Атака на день рождения — вариант грубой силы, используемый против хеш-функции.
Атака по стороннему каналу (SCA) — используется для поиска уязвимостей и эксплуатации системы.
Атаки по времени — Они пытаются определить продолжительность шифрования, чтобы определить его надежность.
Атаки с анализом мощности — Они пытаются определить потребление энергии, используемое для шифрования системы.
Посетите наш блог, посвященный советам и рекомендациям по кибербезопасности, чтобы предотвратить кибератаки!
Советы по эффективной стратегии шифрования
Разработка и внедрение стратегии шифрования должны быть первоочередной задачей организации для борьбы с утечками и кражей данных или управления конфиденциальными данными неуполномоченным персоналом. Вот несколько советов по реализации эффективной стратегии шифрования.
Классификация данных: Вы должны указать, какие данные должны быть зашифрованы, так как вам не нужно шифровать каждый отдельный фрагмент данных, которым вы владеете.
Выберите правильный инструмент шифрования: Сегодня многие приложения имеют встроенное шифрование. Итак, процесс шифрования начинается с выяснения того, какой инструмент лучше всего подходит для ваших вариантов использования.
Разработайте надежную практику управления ключами: Эта практика поможет вам управлять ключами шифрования и хранить их так, чтобы они не попали в несанкционированные руки.
Помните об ограничениях шифрования: Существуют ограничения на шифрование. Внедрение шифрования не означает, что ваши данные в безопасности. Даже после внедрения шифрования вы можете столкнуться с кибератакой. Шифрование позволяет только шифровать ваши данные, чтобы хакеры не могли их прочитать.
Узнайте больше о криптографии, записавшись на наш курс сертификации по кибербезопасности0001
Защита данных стала важной частью работы каждой организации. Однако выбор наилучшего метода шифрования данных может быть затруднен из-за всех доступных вариантов. Здесь мы обсудим различные доступные методы шифрования, сильные и слабые стороны каждого из них, а также подходы к упрощению шифрования данных.
Алгоритмы шифрования данных
Шифрование — это преобразование конфиденциальных данных (открытого текста) в запутанные данные (зашифрованный текст) с использованием математического алгоритма и ключа. Ключ представляет собой случайный набор битов заданной длины. Чтобы защитить данные, ключ должен храниться в безопасности.
Шифрование данных можно разделить на два типа: симметричное и асимметричное шифрование.
Симметричное шифрование
При симметричном шифровании один и тот же ключ шифрования используется как для шифрования, так и для расшифровки данных. Поэтому этот единственный ключ должен храниться в тайне всеми сторонами, использующими его.
В настоящее время наиболее распространенным алгоритмом симметричного шифрования является расширенный стандарт шифрования (AES), известный своей безопасностью и широко доступный.
AES может быть детерминированным или случайным. Детерминированный означает, что для данного ключа и открытого текста зашифрованный текст всегда один и тот же, тогда как случайный означает, что зашифрованный текст каждый раз разный. Случайные значения зашифрованного текста обеспечивают дополнительную безопасность при наличии небольшого количества входных данных в виде открытого текста, что также известно как низкая кардинальность. Например, возраст человека находится в диапазоне от 0 до 122 лет, поэтому кардинальность составляет 123 возможных входа. С одной стороны, кардинальность может быть равна двум, скажем, в ответе на вопрос «Был ли у пациента диагностирован диабет II типа, верно/неверно». В этом случае детерминистическая система не будет работать хорошо, потому что злоумышленник должен будет проверить только одного человека с диабетом или без него и знать ситуацию всех. Однако случайная система будет иметь разные значения для каждого человека, обеспечивая дополнительную безопасность.
Асимметричное шифрование
Асимметричное шифрование, также известное как шифрование с открытым ключом, представляет собой тип шифрования, в котором используются два разных ключа для шифрования и расшифровки данных. Один ключ, известный как открытый ключ, используется для шифрования и может быть свободно передан кому угодно, в то время как другой ключ, закрытый ключ, хранится в секрете и используется для расшифровки. Поочередно для случаев использования цифровых подписей и аутентификации закрытый ключ используется для шифрования, а открытый ключ расшифровывается для проверки личности владельца ключа.
Асимметричное шифрование решает основную проблему симметричного шифрования, поскольку оно обеспечивает безопасный способ обмена конфиденциальной информацией по незащищенным каналам, таким как Интернет, без необходимости использования общего секретного ключа. Это связано с тем, что только человек с закрытым ключом может расшифровать данные, хотя открытый ключ, используемый для шифрования данных, широко известен.
Одним из наиболее часто используемых примеров асимметричного шифрования является алгоритм RSA, названный в честь его изобретателей Рона Ривеста, Ади Шамира и Леонарда Адлемана.
Преимущества и недостатки типов шифрования
Симметричное шифрование Асимметричное шифрование
Преимущества
Эффективность. Симметричное шифрование быстрее и эффективнее, чем асимметричное шифрование, поскольку оно использует один ключ как для шифрования, так и для дешифрования.
Безопасность
. При правильной реализации симметричное шифрование чрезвычайно безопасно, что делает его популярным выбором для шифрования больших объемов данных.
Распределение ключей: асимметричное шифрование обеспечивает безопасное распространение ключей, поскольку только предполагаемый получатель может расшифровывать сообщения, зашифрованные с помощью его открытого ключа.
Масштабируемость. Асимметричное шифрование хорошо масштабируется, поскольку каждый пользователь может иметь собственную уникальную пару открытого и закрытого ключей.
Недостатки
Управление ключами. Симметричное шифрование требует использования общего секретного ключа, которым сложно управлять и обеспечивать безопасность.
Отсутствие масштабируемости. Поскольку для симметричного шифрования требуется один и тот же ключ как для шифрования, так и для дешифрования, его трудно масштабировать для большого количества пользователей или устройств.
Эффективность: асимметричное шифрование медленнее и менее эффективно, чем симметричное шифрование, из-за требуемых дополнительных вычислительных ресурсов.
Размер ключа: асимметричное шифрование требует большего размера ключа, чем симметричное шифрование, для достижения того же уровня безопасности.
Шифрование с сохранением формата
Шифрование с сохранением формата (FPE) — это тип шифрования, позволяющий шифровать данные с сохранением исходного формата. В отличие от традиционного шифрования, которое обычно создает зашифрованный текст фиксированной длины, FPE создает зашифрованный текст, который сохраняет исходную длину и формат открытого текста.
FPE обычно используется в ситуациях, когда важен формат открытых текстовых данных, таких как номера кредитных карт, номера социального страхования и другие типы конфиденциальных данных. Сохраняя исходный формат, FPE позволяет использовать зашифрованные данные в системах и приложениях, требующих того же формата, что и исходные данные открытого текста.
В 2016 году NIST опубликовал SP 800-38G, определяющий FPE. Он использует отраслевой стандарт AES, наряду с преимуществами производительности и безопасности, но процесс изменен таким образом, что зашифрованный текст имеет ту же длину и формат, что и открытый текст.
FPE доказал свою высокую безопасность и производительность при любом количестве элементов от миллиона и более. Это преобразуется в любые числовые данные (0-9) с шестью или более цифрами; поэтому номера телефонов, номера социального страхования, национальные удостоверения личности, водительские права и кредитные карты легко соответствуют этому. Соответственно, большинство буквенно-цифровых (0-9, A-Z, a-z) данные удовлетворяют эту потребность с более короткой возможной длиной, такой как имена и адреса. Выходные библиотеки FPE могут состоять из цифр (0-9), букв (A-Z, a-z) или из того и другого.
Возможен также частичный FPE. Например, номер социального страхования 111-22-3333 может быть частично замаскирован до 532-58-3333, чтобы сотрудники службы поддержки могли использовать последние четыре цифры для идентификации клиента.
FPE в последнее время стал предпочтительным алгоритмом для большинства организаций, переносящих свои данные в облако. Это гарантирует, что данные будут защищены за пределами их сетевых границ, а также что это не нарушит работу приложений, которые ожидают, что данные будут отформатированы определенным образом.
Конфиденциальные вычисления и вычисления с повышенной конфиденциальностью
Единственным недостатком, общим для традиционных методов шифрования данных, является невозможность выполнения математических операций, поиска или сортировки зашифрованных данных. Если организация должна выполнить этот тип операции, но не может разрешить расшифровку самих конфиденциальных данных, именно здесь вступают в игру вычисления с расширенной конфиденциальностью (PEC). Аналитика, сохраняющая конфиденциальность, — это еще один термин. Есть три конкурирующие версии.
Гомоморфное шифрование — это сложная математическая обработка зашифрованных данных, позволяющая выполнять математические операции. Самая большая проблема с этим методом заключается в том, что он требует такой большой вычислительной мощности, что производительность снижается на порядки. На сегодняшний день это в основном нецелесообразно.
Безопасные многосторонние вычисления (SMPC) — это процедура, при которой конфиденциальные данные разбиваются на части и распределяются между несколькими сторонами. Ключи или секреты также взламываются и распределяются между сторонами. Ключи объединяются с использованием одного из нескольких методов, а затем выполняются вычисления для всех фрагментов данных таким образом, что результаты вычисляются, но отдельные входные данные не имеют смысла. Недостатком SMPC является то, что он требует, чтобы отдельные функции действовали как «стороны» и выполняли вычисления, что приводило к некоторой дополнительной задержке.
Private Enclave применяет концепцию выполнения всей памяти и обработки в отдельной и высокозащищенной части компьютерного процессора. Процессоры Intel предоставляют эту возможность, и они называют это «SGX». Зашифрованные данные поступают, расшифровываются и обрабатываются, затем отправляются только результаты. Одним из недостатков SGX является невозможность распределенных вычислений, поскольку все ограничено одним «анклавом». Кроме того, все ваши процессоры баз данных должны быть Intel с возможностями SGX. Наконец, было обнаружено несколько уязвимостей в SGX. Хотя это верно для каждого вычислительного устройства и приложения, и именно поэтому исправления и обновления являются частью всех методов обеспечения безопасности.
Baffle реализует PEC в определяемых пользователем функциях базы данных (UDF). Подобно SGX, UDF позволяют выполнять операции с зашифрованными данными, обрабатывая их внутри UDF. Даже администратор базы данных не может получить доступ к расшифрованным данным с помощью этого метода. Это оказалось лучшим сочетанием безопасности и производительности.
Заключение
Шифрование данных стало необходимым для защиты конфиденциальной информации в организациях любого размера. Доступные типы шифрования включают симметричное и асимметричное шифрование, каждый из которых имеет свои сильные стороны и ограничения. Симметричное шифрование быстрее и эффективнее асимметричного, но требует безопасного управления ключами, а асимметричное шифрование обеспечивает безопасное распределение ключей, что делает его масштабируемым.