Criptarea simetrică reprezintă o metodă rapidă și eficientă de protejare a datelor, folosind o singură cheie secretă pentru a transforma informațiile în format criptat și invers.
Criptarea, în esență, constă în convertirea datelor inteligibile într-un cod neinteligibil, denumit text cifrat. Scopul principal este de a preveni accesul neautorizat la informații confidențiale.
Pentru a cripta datele, algoritmii utilizează secvențe aleatorii de biți, numite chei de criptare, pentru a altera datele într-un mod care le face de neînțeles pentru oricine nu deține cheia corectă.
Un exemplu relevant este cazul lui Dave Crouse, care în februarie 2009 a observat activități neobișnuite în contul său bancar. Inițial, tranzacțiile mici nu l-au alarmat, dar după șase luni, a început să observe tranzacții substanțiale, ajungând la sume considerabile într-o singură zi.
În mai puțin de jumătate de an, Crouse a pierdut 900.000 de dolari din cauza atacurilor cibernetice, plus încă 100.000 de dolari în încercarea de a remedia situația.
Situația s-a agravat când informațiile sale personale, precum numărul de asigurări sociale, adresa și numărul de telefon, au fost folosite pentru a deschide conturi bancare frauduloase, toate acestea fiind consecința furtului de date prin programe malware.
Cazul lui Crouse este departe de a fi un caz izolat. Multe persoane și organizații au suferit pierderi financiare și de date considerabile din cauza breșelor de securitate.
De aceea, este esențial să protejăm informațiile confidențiale împotriva atacatorilor. Criptarea simetrică este o metodă eficientă pentru a atinge acest obiectiv.
Criptarea simetrică
Criptarea asigură că informațiile sensibile, chiar și în situația în care ajung în posesia persoanelor neautorizate, rămân de neînțeles. Există două tipuri principale de criptare: criptarea asimetrică și criptarea simetrică.
Diferența fundamentală dintre aceste metode constă în cheile utilizate. În criptarea asimetrică, cunoscută și sub numele de criptare cu chei publice, sunt utilizate două chei diferite: una pentru criptare și alta pentru decriptare.
În criptarea simetrică, o singură cheie este folosită atât pentru criptarea, cât și pentru decriptarea datelor. Când două părți comunică folosind criptarea simetrică, ambele utilizează aceeași cheie, de aceea aceasta este denumită și criptare cu cheie partajată.
Orice persoană care deține cheia poate cripta sau decripta datele. De aceea, este crucial ca cheia să fie ținută secretă. Criptarea simetrică mai este denumită și criptare cu cheie secretă, deoarece securitatea sa depinde în totalitate de secretul cheii.
Cum funcționează criptarea simetrică
Există două moduri principale de implementare a criptării simetrice: modurile flux și bloc. În modul flux, fiecare bit de date este criptat individual și transmis ca un flux continuu. În modul bloc, datele sunt divizate în blocuri de dimensiuni fixe (56, 128, 192 sau 256 biți), care sunt apoi criptate și transmise.
În procesul de criptare simetrică, este generată o cheie secretă folosind un algoritm specific, cum ar fi Standardul Avansat de Criptare (AES). Această cheie este apoi partajată în siguranță între părțile care comunică.
Această partajare se poate realiza printr-un protocol de acord asupra cheii, precum Diffie-Hellman Ephemeral (ECDH) pe curbe eliptice, sau printr-un mecanism de încapsulare a cheilor, în care cheia simetrică este criptată cu o cheie publică și apoi transmisă.
O altă metodă de partajare a cheii este prin canale de comunicare alternative, precum poșta tradițională, telefonul sau întâlniri personale.
Odată ce cheia este în siguranță în posesia părților autorizate, datele pot fi transmise în mod securizat. Expeditorul va alege modul de criptare (flux sau bloc) și va transforma datele în text cifrat. Criptarea în modul bloc este considerată varianta modernă și preferată.
Datele criptate sunt trimise destinatarului, care va folosi cheia partajată pentru a decripta mesajul, transformând textul cifrat înapoi în forma sa originală.
Algoritmi de criptare simetrică
Printre cei mai comuni algoritmi de criptare simetrică se numără:
#1. Standardul de Criptare a Datelor (DES)
DES a fost creat de IBM în anii 1970 ca o modalitate sigură de a cripta datele, fiind și ușor de utilizat și implementat.
DES împarte datele în blocuri de 64 de biți și folosește o cheie de 56 de biți. Cu toate acestea, DES este considerat mai puțin sigur și a fost retras ca standard de criptare de către NIST.
Deoarece a fost creat într-o perioadă în care puterea de procesare era limitată, lungimea cheii de 56 de biți nu era o problemă. Însă, calculatoarele moderne pot forța brut o cheie de 56 de biți, motiv pentru care utilizarea sa nu mai este recomandată.
#2. Standardul Triplu de Criptare a Datelor (3DES, TDES)
TDES a fost dezvoltat ca o îmbunătățire a DES, adresând problema lungimii scurte a cheii. TDES aplică algoritmul DES de trei ori pe fiecare bloc de 64 de biți, folosind trei chei, ceea ce mărește lungimea cheii la 168 de biți.
Deși încă este utilizat, NIST a interzis folosirea TDES după 31 decembrie 2023 din cauza vulnerabilității sale la atacuri prin forță brută.
#3. Standardul Avansat de Criptare (AES)
AES este cel mai răspândit algoritm simetric utilizat pe internet, fiind considerat mai sigur decât alții. A fost dezvoltat ca o alternativă și o soluție la limitările DES.
AES folosește o rețea de substituție-permutare și lucrează cu blocuri de 128 de biți. Lungimea cheii poate fi de 128, 192 sau 256 de biți.
AES este atât de sigur încât este utilizat de agenții militare, bănci, spitale și guverne pentru a proteja informații extrem de sensibile. A fost declarat de NIST în 2001 ca standard pentru guvernul SUA și este acum cel mai popular algoritm simetric.
Criptare simetrică: Aspecte de luat în considerare
Când utilizați criptarea simetrică, trebuie să aveți în vedere câteva aspecte cheie:
Gestionarea cheilor
O provocare majoră a criptării simetrice este generarea, distribuirea și stocarea în siguranță a cheilor. Strategii eficiente de gestionare a cheilor sunt esențiale pentru a asigura securitatea cheilor și pentru a preveni suprautilizarea acestora.
Conformitatea cu reglementările
Algoritmul simetric utilizat trebuie să respecte standardele și reglementările în vigoare. De exemplu, utilizarea TDES după 2023 nu este conformă cu reglementările. Algoritmi precum DES sunt o încălcare directă a normelor, în timp ce AES este pe deplin compatibil.
Lungimea cheii
Securitatea criptării simetrice este direct legată de lungimea cheii. Cheile scurte sunt vulnerabile la atacuri prin forță brută.
Tipul algoritmului utilizat
Fiecare algoritm simetric are propriile puncte forte și puncte slabe. Alegerea corectă a algoritmului este esențială pentru a asigura cel mai înalt nivel de securitate pentru datele criptate.
Prin luarea în considerare a acestor aspecte, utilizatorii pot alege algoritmul și practicile de gestionare a cheilor potrivite, pentru a asigura eficiența criptării simetrice.
Criptare simetrică vs. asimetrică
Principalele diferențe sunt următoarele:
| Criptare simetrică | Criptare asimetrică |
| Utilizează aceeași cheie pentru criptare și decriptare. | Utilizează două chei diferite: una publică pentru criptare și una privată pentru decriptare. |
| Este rapidă și necesită puține resurse de calcul. | Este mai lentă și consumă mai multe resurse. |
| Cheia de criptare trebuie partajată în siguranță între părți înainte de comunicare. | Cheia publică poate fi partajată deschis, fără a compromite securitatea. |
| Mai puțin sigură, deoarece folosește o singură cheie. | Mai sigură, deoarece utilizează două chei diferite. |
| Potrivită pentru transmiterea de volume mari de date. | Ideală pentru transmiterea de volume mici de date. |
Ambele tipuri de criptare sunt folosite în mod curent, fiecare fiind mai potrivită în anumite situații.
Criptare simetrică: Beneficii
Utilizarea criptării simetrice are mai multe avantaje:
Securitate
Criptarea simetrică este foarte sigură. Algoritmul AES, de exemplu, ar necesita miliarde de ani pentru a fi spart prin forță brută. Cu o implementare corectă, criptarea simetrică asigură o protecție puternică a datelor.
Viteză
Algoritmii de criptare simetrică sunt eficienți și rapizi, ceea ce îi face ideali pentru securizarea unor cantități mari de date.
Conformitate cu reglementările
Algoritmii precum AES sunt acceptați de organismele de standardizare, ceea ce permite organizațiilor să respecte reglementările de securitate.
Cerințe reduse de calcul
Criptarea simetrică nu necesită multe resurse de calcul, fiind potrivită și pentru dispozitivele cu capacități de procesare limitate.
Dacă viteza, securitatea, conformitatea și cerințele reduse de calcul sunt prioritare, criptarea simetrică este o alegere excelentă.
Criptare simetrică: Dezavantaje
Principalul dezavantaj al criptării simetrice este partajarea cheii, care trebuie realizată în mod sigur. Dacă cheia este compromisă, toate datele criptate cu acea cheie pot fi accesate de atacatori.
Consecințele compromiterii cheii pot fi foarte grave, deoarece atacatorii vor avea acces la datele confidențiale. Prin urmare, securitatea cheii este crucială.
Chiar și cu aceste dezavantaje, criptarea simetrică rămâne o metodă eficientă pentru securizarea datelor, mai ales atunci când datele sunt stocate.
Criptare: Resurse de învățare
Pentru a afla mai multe despre criptarea simetrică, puteți consulta următoarele resurse:
#1. Criptare simetrică – Algoritm, analiză și aplicații
Această carte se adresează studenților, cercetătorilor și profesioniștilor, oferind informații detaliate despre diverse tehnici de criptare simetrică.
Cartea acoperă definiții introductive, analiza diverselor tehnici de criptare simetrică și aplicațiile lor.
Include exemple practice care ajută la înțelegerea conceptelor complexe, fiind o resursă excelentă pentru cei interesați să aprofundeze cunoștințele în criptarea simetrică.
#2. Algoritmi cheie simetrică
Această carte este ideală pentru începători, oferind o prezentare accesibilă a diverselor algoritmi de criptare simetrică.
Cartea acoperă vocabularul specific, oferă exemple și descompune elementele de bază ale criptării simetrice, folosind ilustrații și explicații clare.
Este o resursă recomandată pentru cei care doresc o înțelegere generală a criptării, fără a se scufunda în detalii complicate.
#3. Criptografie: Învață toți algoritmii de criptare
Acest curs de pe platforma Udemy oferă o introducere în criptografie, acoperind atât criptarea simetrică, cât și cea asimetrică. Cursul familiarizează cursanții cu terminologia specifică și cu tipurile de atacuri.
Cursul analizează diversele tehnici de criptare și tipurile de cifruri utilizate. Este un punct de plecare bun pentru cei interesați de criptografie.
#4. Criptare și criptografie pentru profesioniști
Acest curs de pe Udemy este ideal pentru cei care doresc să se inițieze în criptografie. Cursul începe cu noțiuni introductive, teoria informației și elementele de bază ale criptării.
Apoi, abordează algoritmi de criptare simetrici și asimetrici, funcții hash și concepte avansate, cum ar fi criptografia post-cuantică.
Concluzie
Criptarea simetrică este o metodă valoroasă pentru securizarea datelor, atât în tranzit, cât și în repaus. Pentru a vă proteja de pierderi de date, puteți cripta informațiile folosind criptarea simetrică, care nu afectează viteza dispozitivelor și nici nu crește consumul de energie. Consultați resursele recomandate pentru a afla mai multe.
De asemenea, puteți cerceta criptografia în cloud, tipurile sale și implementarea în Google Cloud.