Что значит данные защищены шифрованием

Что такое сквозное шифрование?

Что такое сквозное шифрование простыми словами

Сквозное шифрование — это когда звонки, сообщения, видео, аудио, изображения, документы и другие данные доступны только собеседникам, то есть защищены от попадания в третьи руки.

Ключи шифрования есть также только у них. С помощью этих ключей можно разблокировать и прочитать сообщения.

У каждого чата есть свой код безопасности, который используется для подтверждения сквозного шифрования сообщений. Его можно найти в разделе «Данные контакта» во вкладке «Шифрование» в виде QR-кода или 60-значного номера.

Код безопасности — это видимая версия специального ключа. Полная версия ключа держится в секрете. Кроме того, каждое отправленное сообщение имеет индивидуальный замок и ключ. Все это происходит автоматически — вам не надо ничего настраивать.

Как и когда оно появилось?

Популярность сквозного шифрования выросла в 2013 году, после того как Эдвард Сноуден опубликовал документы, доказывающие, что правительство США отслеживает каждый звонок и отправленное сообщение. После этого технологические гиганты, такие как Apple и Facebook, предпочли обезопасить частную жизнь своих пользователей и ввели сквозное шифрование.

Как работает сквозное шифрование?

По словам Александра Огнева, разработчика курса Skillbox по информационной безопасности, существует два основных способа шифровки данных.

«Симметричные криптосистемы подразумевают, что для шифрования и дешифровки применяется один и тот же криптографический ключ. Чтобы обеспечить стойкость криптосистемы от взлома, к данным применяются алгоритмы, необходимые для защиты. Иными словами, самого ключа недостаточно, необходимо перемешать данные таким образом, чтобы обеспечить надежность. Однако при наличии достаточно больших производительных мощностей ключ можно подобрать. Чтобы решить эту проблему, специалисты безопасности увеличивают такие параметры, как длина ключа, сложность и число раундов преобразования», — отмечает эксперт.

Второй подход к шифровке данных — асимметричное шифрование. Для защиты данных используются два ключа — открытый и закрытый. Открытый нужен для зашифровки данных, но вот для расшифровки он совершенно бесполезен. По этой причине он доступен всем, кто хочет общаться с хранителем закрытого ключа. Только с помощью последнего можно расшифровать данные.

«Сквозное шифрование может комбинировать эти два метода. В случае с мессенджерами ключи локализованы каналом связи и известны только общающимися между собой клиентами. Защищенный канал позволяет исключить атаки методом «человека посередине». Таким образом данные, которые он перехватит, будут бесполезны», — объясняет Огнев.

Если все мессенджеры используют сквозное шифрование, значит ли, что они одинаково безопасны?

Ключевой характеристикой мессенджеров, использующих сквозное шифрование, являются приватность и анонимность. «Под приватностью подразумевается, что никакие данные не доступны третьим лицам. У самых популярных мессенджеров есть определенные наработки в этом направлении. К примеру, Telegram имеет функцию самоуничтожения аккаунта в случае отсутствия активности пользователя. Это решение предоставляет «право на забвение». То, что вы опубликовали несколько лет назад, может стать «незаконным контентом» с возможностью привлечения к ответственности», — рассказывает Александр Огнев.

По словам Огнева, анонимность мессенджеров выражается в том, что связь устанавливается через сервера компании, и мы не знаем IP-адрес удаленного пользователя, а он в свою очередь не знает наш. Но технологии связи, реализованные в клиентах, могут иметь свои недостатки. К примеру, в WhatsApp при интернет-звонках была возможность раскрытия реального IP-адреса пользователя даже без установленного сеанса связи.

Недостаток всех мессенджеров — авторизация по номеру сотового телефона. Спецслужбы многих стран имеют доступ к сотовым провайдерам связи и могут отправлять СМС с вашего номера без каких-либо уведомлений и сообщений. Вы об этом даже не узнаете. «Для защиты от этого вектора во многих мессенджерах предусмотрена функция оповещения об активности пользователя с другого устройства. Кроме того, список используемых клиентов доступен в настройках», — отмечает эксперт.

Могут ли спецслужбы получить доступ к сообщениям, защищенным сквозным шифрованием?

В 2016 году ФБР пыталось заставить Apple раскрыть данные, хранящиеся в телефоне одного из преступников, открывших массовую стрельбу годом ранее в Сан-Бернардино. Гендиректор Apple Тим Кук заявил, что не собирается выполнять просьбу ФБР: это развяжет правительству руки, и оно почувствует, что может вести агрессивную политику касательно вмешательства в частную жизнь граждан [1].

Уже в сентябре 2019 года по соглашению между Лондоном и Вашингтоном американские социальные медиаплатформы, в том числе Facebook и WhatsApp, обязали передавать зашифрованные сообщения пользователей полиции Великобритании для оказания помощи при расследованиях в отношении лиц, подозреваемых в серьезных преступлениях [2].

В конце ноября 2019 года Минюст США заявил, что собирается начать масштабное расследование в отношении технологических гигантов из-за того, что те не предоставляют правительству и силовым ведомствам доступ к переписке пользователей [3]. В декабре 2019-го Facebook отклонил просьбу властей США отказаться от сквозного шифрования, благодаря которому перехватить сообщения стало невозможно [4].

Летом 2019 года во время протестов власти Гонконга нанесли удар по пользователям Telegram. При добавлении номера телефона в контакты этот мессенджер сопоставляет введенные данные с аккаунтом пользователя [5]. То есть, добавив номер человека в вашу записную книжку, вы сможете написать ему в мессенджер.

Именно этим воспользовались власти Гонконга для деанонимизации протестующих. Как утверждает Александр Огнев, тогда были созданы специальные группы, которые методом перебора добавляли протестующих в свои контакты и сопоставляли их с реальными людьми. Этот метод требует больших ресурсов.

Как мессенджеры обходят блокировки контента?

Современные политические реалии добавили новый критерий к арсеналу мессенджеров. Многие страны принялись регулировать контент, размещенный в глобальной Сети. Китай построил великий файрвол, в России принят закон Яровой, в других государствах также принимаются региональные методы изоляции трафика и контроля контента. Ввиду этого провайдеры вынуждены находить способы блокировки контента.

В частности, закон Яровой, принятый в России в 2017 году, обязывает телеком-операторов полгода хранить на своих серверах записи телефонных звонков клиентов и их интернет-трафик, а также ключи для расшифровки переписки с возможностью передавать эти данные ФСБ. Руководство Telegram заявило, что эти требования технически невыполнимы, потому что ключи хранятся на устройствах пользователей и мессенджер их не получает. После этого Роскомнадзор инициировал блокировку мессенджера.

«Чтобы ее обойти, Telegram замаскировал свое соединение под трафик сетевого оборудования, а сервисы были размещены на серверах известных вендоров. При блокировке такого типа трафика может пострадать значительная часть интернет-соединений, не относящихся к самому мессенджеру, что и произошло в России несколько лет назад. В числе пострадавших оказались несколько секторов экономики, так или иначе связанных с интернетом. Их трафик был заблокирован, и многие компании понесли серьезный ущерб. Подобные действия могут дорого обойтись экономике государства», — замечает Александр Огнев. В июне 2020 года Роскомнадзор сообщил, что снял требование о блокировке Telegram в России.

Telegram остается самым доступным мессенджером в условиях изоляции трафика. К примеру, во время последних протестов в Белоруссии он оставался единственным работающим мессенджером.

«Вышеперечисленным критериям могут соответствовать и другие, менее известные решения. Одним из таких примеров является мессенджер Briar, ключевыми особенностями которого являются возможность соединения через Bluetooth, WI-FI, напрямую между устройствами, а также через сеть Tor. Помимо этого соединение возможно без централизованных серверов, а соответствующий контент хранится в зашифрованном виде на устройствах участников», — добавляет Огнев.

Источник

Кодирование и Шифрование

В наш век интернет-технологий, когда мы доверяем все свои данные интернет-сервисам, нужно знать и понимать, как они их хранят и обрабатывают.

Но зачем это вообще нужно знать? Чтобы попросту не попасть в ситуацию, когда ваши личные данные, пароли от аккаунтов или банковских карт окажутся в руках мошенников. Как говорится: «Доверяй, но проверяй»

Важные аспекты в хранении данных, будь то на внешних серверах или домашнем компьютере, – это прежде всего кодирования и шифрование. Но чем они отличаются друг от друга? Давайте разбираться!

Ни для кого не секрет, что компьютер может хранить информацию, но он не может хранить её в привычной для нас форме: мы не сможем просто так написать на флешки реферат, не можем нарисовать на жестком диске картинку так, чтобы её мог распознать компьютер. Для этого информацию нужно преобразовать в язык понятный компьютеру, и именно этот процесс называется кодированием. Когда мы нажимаем на кнопку на клавиатуре мы передаем код символа, который может распознать компьютер, а не сам символ.

Определения и различия

Кодирование – процесс преобразования доступной нам информации в информацию понятную компьютерную.

Шифрование – процесс изменения информации таким образом, чтобы её смогли получить только нужные пользователи.

Шифрование применялось и задолго до создания компьютеров и информатики как таковой. Но зачем? Цели её применения можно было понять из определения, но я опишу их ещё раз более подробно. Главные цели шифрования это:

конфиденциальность – данные скрыты от посторонних

целостность – предотвращение изменения информации

идентифицируемость – возможность определить отправителя данных и невозможность их отправки без отправителя

Оценить стойкость шифра можно с помощью криптографической стойкости.

Криптографическая стойкость – это свойство шифра противостоять криптоанализу, изучению и дешифровки шифра.

Криптостойкость шифра делится на две основные системы: абсолютно стойкие системы и достаточно стойкие системы.

Абсолютно стойкие системы – системы не подверженные криптоанализу. Основные критерии абсолютно стойких систем:

Ключи должны генерироваться для каждого сообщения отдельно

Генерация ключей независима

Длина ключа должна быть не меньше длины сообщения

К сожалению, такие системы не удобны в своём использовании: появляется передача излишней информации, которая требует мощных и сложных устройств. Поэтому на деле применяются достаточно стойкие системы.

Достаточно стойкие системы – системы не могут обеспечить полную защиту данных, но гораздо удобнее абсолютно стойких. Надежность таких систем зависит от возможностей крипто аналитика:

Количества перехваченных сообщений

Времени и вычислительных способностей

А также от вычислительной сложности шифра.

Вычислительная сложность – совокупность времени работы шифрующей функции, объема входных данных и количества используемой памяти. Чем она больше, тем сложнее дешифровать шифр.

История шифрования

Шифрование берет своё начало ещё из древних времен. Примерно 1300 лет до нашей эры был создан один из первых методов шифрования – Атбаш. Принцип шифрования заключается в простой подставке символов по формуле:, где:

n – количество символов в алфавите

i – порядковый номер символа.

Шифр получил своё название в честь первой, последней, второй и предпоследней буквы Еврейского алфавита — «алеф», «тав», «бет», «шин» . Такой шифр имеет низку криптографическую стойкость, потому как алгоритм шифрования довольно прост

С тех самых пор шифрование активно развивалось вместе с развитием нашей цивилизации

Хоть шифры и менялись, но их принцип нет – для расшифровки сообщения требуется ключ. В случае с Абашем ключом может считать последовательность порядковых номеров исходных символов, но этот ключ ещё надо как-то передать. Методы шифрования, которые используются сейчас, научились-таки передавать ключи по открытым и незащищённым каналам связи. Казалось бы, передача ключей шифрования по обычным каналам — это добровольное жертвование своими данными, но не всё так просто. Разберём это на примере популярного алгоритма шифрования «RSA», разработанного в 1977 году.

Первым делом выбирается два случайный простых числа, которые перемножаются друг на друга – именно это и есть открытый ключ.

К слову: Простые числа — это те числа, которые могут делиться без остатка либо на 1, либо на себя.

Длина таких чисел может быть абсолютно любая. К примеру, возьмем два простых числа 223 и 13. Их произведение 2899 – будет являться открытым ключом, который мы и будем передавать по открытому каналу связи. Далее нам необходимо вычислить функцию «Эйлера» для произведения этих чисел.

Функция Эйлера – количество натуральных чисел, меньших чем само число и, которые будут являть взаимно простыми числами с самим числом.

Возможно, звучит непонятно, но давайте это разберем на небольшом примере:

φ (26) [фи от двадцати шести] = какому-то числу чисел, которое всегда будет меньше 26, а сами числа должны иметь только один общий делитель единицу с 26.

1 – подходит всегда, идем дальше;

2 – делится и на 2, и на 1, как и число 26, — не подходит;

3 – делится и на 3, и на 1, а вот число 26 не делится на 3, — подходит;

4 – имеет общие делители 2 и 1 с 26 — не подходит;

5 – только на 1 — подходит;

6 – на 2 и 1 — не подходит;

7 – только на 1 – подходит;

и так далее до 25.

Общее количество таких чисел будет равно 12. А найти это число можно по формуле: φ(n*k) = (n-1)(k-1) в нашем случае 26 можно представить как 2 * 13, тогда получим φ(26) = φ(2 * 13) = (2-1)*(13-1) = 1 * 12 = 12

Теперь, когда мы знаем, что такое функция Эйлера и умеем её вычислять найдем её для нашего открытого ключа – φ(2899) = φ(223 * 13) =(223 – 1)*(13-1) = 222 * 12 = 2664

После чего нам нужно найти открытую экспоненту. Не пугайтесь, тут будет гораздо проще чем с функцией «Эйлера».

Открытая экспонента – это любое простое число, которое не делится на функцию Эйлера. Для примера возьмем 13. 13 не делится нацело на число 2664. Вообще открытую экспоненту лучше выбирать по возрастанию простым перебором, а не просто брать случайную. Так для нашего примера разумнее было бы взять число 5, но давайте рассмотрим на примере 13

Следующий шаг – закрытая экспонента. Вычисляется она банальным перебором по этому равенству: d * e mod φ(n) = 1 , где

φ(n) — функция Эйлера

e – открытая экспонента

mod – остаток отделения

а число d, которое и является закрытой экспонентой, мы должны подобрать перебором, либо попытаться выразить через формулу d = ceil(φ(n) / e) , где ceil – округление в большую сторону.

В обоих случаях у нас получится число 205

На этом подготовка отправки сообщения успешно завершается и начинается самое веселое – отправка данных для дешифрования сообщения. На этом шаге мы отправляем открытый ключ и открытую экспоненту человеку, сообщение которого хотим получить. Предположим, что в этот момент наш ключ и экспоненту перехватили 3-е лица, но до нужного нам человека они всё так же дошли

Теперь этому человеку нужно отправить нам сообщение, для простоты предположим, что это какое-то число, например: 92. Для этого ему нужно отправить нам остаток от деления 92 в степени открытой экспоненты на открытый ключ – T ^ e mod n , где

T – шифруемый текст

e – открытая экспонента

n – открытый ключ

mod – остаток от деления

92 ^ 13 mod 2899 = 235 . Именно число 235 он нам и отправит.

Предположим, что и в этот раз сообщение перехватили, но нам оно всё так же дошло

Для расшифровки сообщения нам необходимо зашифрованное сообщение возвести в степень закрытой экспонентой и вычислить остаток от деления на открытый ключ – C ^ d mod n , где

С – зашифрованный текст

d – закрытая экспонента

n – открытый ключ

mod – остаток от деления

235 ^ 205 mod 2899 = 92.

Вуаля, и мы имеет исходное число. Но, что насчет перехваченных сообщений? У злоумышленника есть сообщение, ключ и экспонента, но как мы помни для дешифровки ему ещё нужна секретная экспонента, она же секретный ключ, но для того, чтобы вычислить её, ему придется разложить исходный ключ 2899 на множители, а сделать это не так уж и просто, особенно когда вместо двух чисел 223 и 13, будут использовать числа длиной несколько десятков символов

Но ничто в мире не идеально, в том числе и этот метод.

Его первый недостаток – это подборка пары чисел для открытого ключа. Нам нужно не просто сгенерировать случайно число, но ещё и проверить на то простое ли оно. На сегодняшний нет методов, которые позволяют делать это сверх быстро.

Второй недостаток – так же связан с генерацией ключа. Как мы с вами помним: «ключи должны генерировать независимо от каких-либо факторов», но именно это правило нарушается, когда мы пытается сгенерировать строго простые числа.

Третий недостаток – подбор и перебор чисел для экспонент.

Четвертый – длина ключей. Чем больше длина, тем медленнее идет процесс декодирования, поэтому разработчики пытаются использовать наименьшие по длиннее ключи и экспоненты. Даже я акцентировал на это внимание, когда говорил, что лучше взять число 5, вместо 13 для открытой экспоненты. Именно из-за этого и происходит большая часть взломов и утечек данных

Но не стоит печалиться, ведь как я и говорил: криптография и шифрование развивается вместе с развитием цивилизации. Поэтому довольно скоро все мы будем шифровать свои данные с помощью Квантового шифрование.

Этот метод основывается на принципе квантовой суперпозиции – элементарная частица может сразу находится в нескольких положениях, иметь разную энергию или разное направление вращения одновременно. По такому принципу и работает передача ключей шифрования по протоколу BB-84.

Есть оптоволокно, по которому передаются единичные фотоны света. Мы, как отправитель может сгенерировать абсолютно любой двоичный ключ, по тому же принципу квантовой супер позиции, ну или использовать обычные генераторы псевдослучайных чисел. Допустим мы хотим передать ключ 101001011. Для этого нам нужно принять за обозначение какое положение фотона соответствует единице, а какое нулю. Представим, что вертикальное положение – это 1, а горизонтальное – 0. Если оставить все так, то от передачи ключей таким образом не будет никакого смысла, ведь тогда злоумышленник всегда сможет измерить фотон, получить его значение, создать и отправить точно такой же обратно человеку, которому мы хоти передать ключ. Поэтому были введены ещё два положение – диагональные. Предоставим вертикальную волну, или же значение 1 и отклоним её на 45 градусов влево. Это будет вторая единица. Вернемся обратно и отклоним на 45 градусов вправо – это будет второй 0.

Вернемся к нашему ключу 101001011. Мы случайным образом выбираем направление – обычное или диагональное. Для удобства присвоим обычному номер 1, а диагональному 2.

Давайте отправим ключ – 1(1), 0(2), 1(1), 0(1), 0(1), 1(2), 0(2), 1(1), 1(2). Теперь человеку, которому мы отправляем ключ, нужно точно так же, совершенно случайно, выбрать случайное направление.

Допустим он выбрал направления: 221111212. Поскольку есть всего 2 плоскости отправки: 1 и 2, они же называются: канонический и диагональный базис, то шанс того, что он выбрал правильные направления 50%.

Если он угадал базис – он получил верное значение, если нет – неверное. Учитывая его направления, он получил: 001000011. Теперь нужно отсеять неправильные значения: можно сделать это обменом базисов по любому, даже не защищенному, каналу связи. После этого у нас обоих останется ключ: 0100011. Теперь с помощью его мы можем передавать и кодировать сообщения по обычному методу шифрования.

А что, если кто-то перехватит отправку кода? Тогда ему придется точно также подбирать случайным образом базисы, что добавит ещё 25% погрешности при получении кода человеку, которому мы изначально и отправили его. Чтобы проверить это, после отсеивания мы, как отправитель, должны проверить сколько процентов кода оказалось не верным. В нашем 1 случае это (9 – 7)/9 * 100% = 22% , если это число будет больше 50%, то мы начнем повторную отправку ключей, до тех пор, пока погрешность не будет меньше 50%

Заключение

Причитав и разобрав эту статью, мы с вами узнали, чем отличается кодирование от шифрования, их историю с будущим, узнали каким должен быть идеальный шифр и немного поговорили про крипто анализ. Уже с этими знаниями, которые были предоставлены в этой статье, можно спокойно идти и делать какую-нибудь систему авторизации или пытаться взломать какой-то сайт, главное не перебарщивать.

Источник