Szyfrowanie symetryczne opiera się na prostym pomyśle. Zarówno nadawca, jak i odbiorca posiadają ten sam klucz prywatny. Ten klucz współdzielony szyfruje dane przed ich przesłaniem przez sieć. Odszyfrowuje również pakiet po jego otrzymaniu. Obydwa komputery biorące udział w wymianie muszą wcześniej uzgodnić ten kod. Bez tego nikt inny nie będzie miał dostępu do informacji.
Zapamiętaj prosty szyfr Cezara. Każdą literę w wiadomości przesuwasz o dwie pozycje do przodu. „A” staje się „C”. „B” staje się „D”. Twój przyjaciel zna tę zasadę. Przesuwa litery z powrotem. Czyta twoją wiadomość. Osoba z zewnątrz widzi jedynie bezsensowny zestaw symboli. To działa, ponieważ obie strony podzielają zrozumienie zasady zmiany. Komputery robią to samo. Tylko ich klucze są znacznie dłuższe i znacznie bardziej skomplikowane.
Historia i ograniczenia DES
Standard szyfrowania danych (DES) był pierwszym głównym algorytmem symetrycznym zatwierdzonym przez rząd USA w latach 70. XX wieku. Opierał się na 56-bitowym kluczu. Wtedy wydawało się to bezpieczne. Dziś już tak nie jest.
Od lat 70. komputery stały się znacznie szybsze. Atak brute-force wypróbowuje każdą możliwą kombinację, aż znajdzie właściwy klucz. Przy długości klucza wynoszącej 56 bitów istnieje ponad 70 biliardów kombinacji. To brzmi jak ogromna liczba. Nowoczesny sprzęt może to złamać w krótkim czasie. DES jest w rzeczywistości przestarzały, jeśli chodzi o ochronę wrażliwych danych.
„Eksperci ds. bezpieczeństwa nie uważają już DES za bezpieczny… atak brute-force może z łatwością odszyfrować zaszyfrowane dane w krótkim czasie.”
Dlaczego AES zastąpił DES
Zaawansowany standard szyfrowania (AES) zastąpił DES. AES używa znacznie dłuższych kluczy. Obsługuje klucze o długości 128, 192 lub 256 bitów. Różnica w bezpieczeństwie jest ogromna. Klucz 128-bitowy ma ponad 300 miliardów możliwych kombinacji. Liczba ta jest tak duża, że trudno ją pojąć.
Większość ekspertów uważa, że AES wystarczy na długi czas. Moc obliczeniowa wymagana do złamania go przy użyciu brutalnej siły jest obecnie niepraktyczna. Nie chodzi tylko o algorytm. Mówimy o kolosalnej skali kluczowej przestrzeni.
Jak działa szyfrowanie symetryczne
Szyfrowanie symetryczne wymaga wcześniejszej koordynacji. Musisz wiedzieć, które komputery będą się komunikować. Następnie instalujesz klucz na każdym z nich. To jest główna wada. Jeśli masz dziesięć komputerów, musisz bezpiecznie przenieść klucz dziewięć razy. Każda para potrzebuje unikalnego klucza, jeśli chcesz, aby komunikowali się prywatnie.
Dlatego istnieje szyfrowanie asymetryczne. Szyfrowanie symetryczne jest szybsze w przypadku przesyłania dużych ilości danych. Asymetryczny lepiej nadaje się do początkowego uścisku dłoni. Jednak szyfrowanie symetryczne pozostaje głównym narzędziem bezpieczeństwa danych. Jest używany we wszystkim, od szyfrowania dysku twardego po bezpieczne aplikacje do przesyłania wiadomości.
Zasada pozostaje niezmieniona. Ten sam klucz. Ten sam zamek. Ten sam klucz. To samo odblokowanie. Jeśli klucz zostanie skradziony, bezpieczeństwo zostanie zagrożone. Jeśli klucz jest utrzymywany w tajemnicy, dane są bezpieczne. To sytuacja binarna.
Porównanie standardów szyfrowania
Rozważając ewolucję szyfrowania symetrycznego, przejście z DES na AES uwydatnia zmieniający się krajobraz mocy obliczeniowej. DES używał klucza 56-bitowego, podczas gdy AES oferuje opcje 128-, 192- lub 256-bitowe. Liczba możliwych kombinacji wzrosła z 70 biliardów do ponad 300 nontylionów przy zaledwie 128-bitowym kluczu.
| Charakterystyka | DES | AES |
|---|---|---|
| Długość w bitach | 56-bitowy | 128, 192 lub 256 bitów |
| Stan bezpieczeństwa | Nieaktualne | Aktualny standard |
| Liczba kombinacji klawiszy | ~70 biliardów | >300 nontylionów (128 bitów) |
| Ryzyko ataku brutalną siłą | Wysoki | Znikome |
The
