رمزگذاری چیست؟

رمزگذاری چیست؟ روشی است که توسط آن اطلاعات به کد مخفی تبدیل می شود که معنای واقعی اطلاعات را پنهان می کند. علم رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات را رمزنگاری می نامند. رمزگذاری مدتهاست که برای محافظت از اطلاعات حساس استفاده می شود. از نظر تاریخی، ارتش و دولت ها از آن استفاده می کردند. در دوران مدرن، از رمزگذاری برای محافظت از داده ها هم در حالت استراحت و هم در حال حرکت استفاده می شود. داده‌های در حالت استراحت، نوع ذخیره‌شده در رایانه‌ها و دستگاه‌های ذخیره‌سازی هستند. داده های در حرکت به داده هایی در انتقال بین دستگاه ها و از طریق شبکه ها اشاره دارد.

رمزگذاری در شرایط مختلف استفاده می شود. هر بار که شخصی تراکنشی را در دستگاه خودپرداز انجام می دهد یا چیزی را به صورت آنلاین با گوشی موبایل هوشمند خریداری می کند، رمزگذاری از داده های ارسال شده محافظت می کند. کسب‌وکارها همچنین برای محافظت از اطلاعات حساس در برابر قرار گرفتن در معرض در صورت نقض داده‌ها یا افراد غیرمجاز، به رمزگذاری متکی هستند. چنین قرار گرفتن در معرض می تواند پیامدهای مالی گسترده ای داشته باشد و به شدت به اعتبار یک سازمان آسیب برساند.

رمزگذاری چگونه کار می کند؟

یک سیستم رمزگذاری از سه جزء اصلی تشکیل شده است: داده، موتور رمزگذاری و مدیر کلید. در معماری‌های کاربردی ، این سه مؤلفه معمولاً اجرا می‌شوند یا در مکان‌های جداگانه میزبانی می‌شوند تا احتمال به خطر افتادن یک مؤلفه و منجر به در معرض خطر افتادن کل سیستم کاهش یابد. در یک دستگاه مستقل، مانند لپ‌تاپ، هر سه جزء روی یک سیستم اجرا می‌شوند.

هنگامی که یک سیستم رمزگذاری وجود دارد، داده ها همیشه در یکی از دو حالت هستند: رمزگذاری نشده یا رمزگذاری شده. داده های رمزگذاری نشده به عنوان متن ساده نیز شناخته می شوند و داده های رمزگذاری شده را متن رمزی می نامند. الگوریتم‌های رمزگذاری یا رمزنگاری‌ها برای رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها استفاده می‌شوند. الگوریتم رمزگذاری یک روش ریاضی برای رمزگذاری داده ها بر اساس مجموعه ای از قوانین و منطق خاص است.

در طول فرآیند رمزگذاری، موتور رمزگذاری از یک الگوریتم رمزگذاری برای رمزگذاری داده ها استفاده می کند. تعدادی الگوریتم موجود است که از نظر پیچیدگی و سطوح حفاظتی متفاوت هستند. موتور همچنین از یک کلید رمزگذاری در ارتباط با الگوریتم استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که متن رمزی که خروجی است منحصر به فرد است. کلید رمزگذاری رشته‌ای از بیت‌ها است که به‌طور تصادفی برای الگوریتم تولید می‌شوند.

پس از تبدیل داده ها از متن ساده به متن رمزی، تنها با استفاده از کلید مناسب می توان آن ها را رمزگشایی کرد. این کلید ممکن است همان کلیدی باشد که برای رمزگذاری داده ها استفاده می شود یا بسته به نوع الگوریتم – متقارن یا نامتقارن. اگر کلید دیگری باشد، اغلب به آن کلید رمزگشایی می گویند .

هنگامی که داده های رمزگذاری شده توسط یک نهاد غیرمجاز رهگیری می شود، مزاحم باید حدس بزند که از کدام رمز برای رمزگذاری داده ها استفاده شده است و چه کلیدی برای رمزگشایی داده ها مورد نیاز است. زمان و دشواری حدس زدن این اطلاعات چیزی است که رمزگذاری را به ابزار امنیتی ارزشمندی تبدیل می کند. هر چه الگوریتم و کلید رمزگذاری گسترده تر باشد، رمزگشایی داده ها دشوارتر می شود.

چرا رمزگذاری مهم است؟

رمزگذاری نقشی حیاتی در ایمن سازی انواع مختلف دارایی های فناوری اطلاعات و اطلاعات شخصی قابل شناسایی ( PII ) ایفا می کند. برای این منظور، رمزگذاری چهار عملکرد اساسی را انجام می دهد:

1. محرمانه بودن داده ها را رمزگذاری می کند تا در صورت رهگیری، از درک آن جلوگیری کند.
2. احراز هویت منشا داده هایی را که رمزگذاری شده اند تأیید می کند.
3. صداقت. تأیید می کند که داده ها از زمانی که رمزگذاری شده اند تغییر نکرده اند.
4. عدم انکار از ارسال کنندگان از انکار ارسال داده های رمزگذاری شده جلوگیری می کند.

مزایای رمزگذاری چیست؟

هدف اصلی رمزگذاری محافظت از محرمانه بودن داده های دیجیتالی است که در سیستم های رایانه ای ذخیره شده یا از طریق اینترنت یا سایر شبکه های رایانه ای منتقل می شوند. این برای محافظت از طیف گسترده ای از داده ها، از PII گرفته تا دارایی های حساس شرکت تا اسرار دولتی و نظامی استفاده می شود. سازمان‌ها با رمزگذاری داده‌های خود، خطر افشای اطلاعات حساس را کاهش می‌دهند، به جلوگیری از جریمه‌های پرهزینه، دعاوی طولانی مدت، کاهش درآمد و مخدوش شدن شهرت کمک می‌کنند.

بسیاری از سازمان‌ها از رمزگذاری نه تنها برای محافظت از داده‌های خود، بلکه برای رعایت مقررات انطباق که نیازمند رمزگذاری داده‌های حساس هستند، استفاده می‌کنند. رمزگذاری تضمین می‌کند که اشخاص ثالث غیرمجاز یا عوامل تهدید نمی‌توانند داده‌ها را در صورت دسترسی به آن درک کنند. برای مثال، استاندارد امنیت داده‌های صنعت کارت پرداخت ، تاجران را ملزم می‌کند که داده‌های کارت پرداخت مشتری را هم در حالت استراحت و هم هنگام انتقال در شبکه‌های عمومی رمزگذاری کنند.

معایب رمزگذاری چیست؟

اگرچه رمزگذاری باعث می‌شود افراد غیرمجاز نتوانند داده‌های حساس را درک کنند، رمزگذاری همچنین می‌تواند از دسترسی صاحبان داده‌ها به اطلاعات خود جلوگیری کند. اگر کلیدهای رمزگذاری گم شوند یا از بین بروند، ممکن است صاحبان داده برای همیشه از آن داده ها قفل شوند. مجرمان سایبری نیز ممکن است به جای خود داده ها به دنبال کلیدهای رمزگذاری باشند. هنگامی که آنها کلیدها را به دست آوردند، می توانند به راحتی داده ها را رمزگشایی کنند.

مدیریت کلید یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های ایجاد یک استراتژی رمزگذاری سازمانی است زیرا کلیدهای رمزگشایی متن رمز باید در جایی در محیط زندگی کنند و مهاجمان اغلب ایده خوبی دارند که به کجا نگاه کنند بهترین روش‌های زیادی برای مدیریت کلید رمزگذاری وجود دارد ، اما آنها لایه‌های پیچیدگی بیشتری را به فرآیندهای پشتیبان‌گیری و بازیابی اضافه می‌کنند. اگر یک فاجعه بزرگ رخ دهد، بازیابی کلیدها و افزودن آنها به یک سرور پشتیبان جدید می تواند زمان لازم برای شروع عملیات بازیابی را افزایش دهد.

وجود یک سیستم مدیریت کلیدی کافی نیست. مدیران همچنین باید یک برنامه جامع برای حفاظت از سیستم مدیریت کلید ارائه دهند. به طور معمول، این به معنای پشتیبان گیری از آن جدا از هر چیز دیگری و ذخیره آن پشتیبان ها به گونه ای است که بازیابی کلیدها را در صورت وقوع فاجعه در مقیاس بزرگ آسان می کند.

چالش دیگر رمزگذاری این واقعیت است که مجرمان سایبری نیز می توانند از آن برای اهداف خود استفاده کنند، که منجر به افزایش تعداد حملات باج افزار شده است. در این سناریو، مجرمان به داده‌های حساس دسترسی پیدا می‌کنند، آن‌ها را با الگوریتم‌های خود رمزگذاری می‌کنند و سپس داده‌ها را گروگان نگه می‌دارند تا زمانی که سازمان قربانی به باج برسد، که می‌تواند بسیار زیاد باشد.

دو نوع رمزگذاری چیست؟

هنگام راه اندازی یک سیستم برای رمزگذاری داده ها، یک تیم امنیتی باید تعیین کند که از کدام الگوریتم رمزگذاری برای رمزگذاری داده ها استفاده کند. با این حال، قبل از انجام این کار، تیم ابتدا باید در مورد نوع الگوریتم تصمیم بگیرد. دو نوع متداول عبارتند از متقارن و نامتقارن:

1. رمزهای متقارن این الگوریتم‌ها که به آن رمزهای کلید مخفی نیز می‌گویند، از یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها استفاده می‌کنند. گاهی اوقات از کلید به عنوان یک راز مشترک یاد می شود زیرا فرستنده یا سیستم محاسباتی که رمزگذاری را انجام می دهد باید کلید مخفی را با تمام نهادهایی که مجاز به رمزگشایی پیام هستند به اشتراک بگذارد. رمزگذاری کلید متقارن معمولاً بسیار سریعتر از رمزگذاری نامتقارن است. پرکاربردترین رمز کلید متقارن استاندارد رمزگذاری پیشرفته ( AES ) است که برای محافظت از اطلاعات طبقه بندی شده توسط دولت طراحی شده است.
2. رمزهای نامتقارن این نوع الگوریتم ها که به نام رمزگذاری کلید عمومی نیز شناخته می شوند ، از دو کلید متفاوت – اما به صورت منطقی مرتبط – برای رمزگذاری و رمزگشایی داده ها استفاده می کنند. رمزنگاری نامتقارن اغلب از اعداد اول برای ایجاد کلیدها استفاده می کند زیرا از نظر محاسباتی سخت است که اعداد اول بزرگ را فاکتور کنیم و رمزگذاری را مهندسی معکوس کنیم. الگوریتم رمزگذاری Rivest-Shamir-Adleman ( RSA ) در حال حاضر پرکاربردترین الگوریتم کلید عمومی است. با RSA می توان از کلید عمومی یا خصوصی برای رمزگذاری پیام استفاده کرد. هر کلیدی که برای رمزگذاری استفاده نشود به کلید رمزگشایی تبدیل می شود.

امروزه، بسیاری از فرآیندهای رمزنگاری از یک الگوریتم متقارن برای رمزگذاری داده ها و یک الگوریتم نامتقارن برای تبادل امن کلید مخفی استفاده می کنند.

مدیریت کلید رمزگذاری و بسته بندی؟

رمزگذاری روشی مؤثر برای ایمن سازی داده ها است، اما کلیدهای رمزنگاری باید به دقت مدیریت شوند تا اطمینان حاصل شود که داده ها محافظت می شوند و در صورت نیاز قابل دسترسی هستند. دسترسی به کلیدهای رمزگذاری باید تحت نظارت و محدود به افرادی باشد که کاملاً نیاز به استفاده از آنها دارند.

سازمان ها باید استراتژی هایی برای مدیریت کلیدهای رمزگذاری در طول چرخه عمر خود و محافظت از آنها در برابر سرقت، گم شدن یا سوء استفاده داشته باشند. این فرآیند باید با ممیزی آغاز شود که تعیین می کند سازمان در حال حاضر چگونه دسترسی به کلیدهای خود را پیکربندی، کنترل، نظارت و مدیریت می کند. نرم افزار مدیریت کلید می تواند به متمرکز کردن مدیریت کلید کمک کند و همچنین کلیدها را از دسترسی، جایگزینی یا تغییر غیرمجاز محافظت کند.

بسته بندی کلید نوعی ویژگی امنیتی است که در برخی از مجموعه نرم افزارهای مدیریت کلید یافت می شود که اساساً کلیدهای رمزگذاری سازمان را به صورت جداگانه یا به صورت انبوه رمزگذاری می کند. فرآیند رمزگشایی کلیدهای بسته بندی شده را بازکردن می گویند . فعالیت های بسته بندی و بازکردن کلید معمولاً با رمزگذاری متقارن انجام می شود.

الگوریتم های رمزگذاری چیست؟

انواع رمزهای متقارن و نامتقارن برای رمزگذاری داده ها موجود است. الگوریتم‌ها از نظر پیچیدگی و رویکرد دقیقی که برای محافظت از داده‌ها اتخاذ می‌کنند، متفاوت هستند. رمزهای زیر برخی از رایج‌ترین الگوریتم‌هایی هستند که طی سال‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند:

• AES. یک رمز بلوکی متقارن که توسط دولت ایالات متحده برای محافظت از اطلاعات طبقه بندی شده انتخاب شده است. این در نرم افزار و سخت افزار در سراسر جهان برای رمزگذاری داده های حساس پیاده سازی شده است. مؤسسه ملی استاندارد و فناوری ( NIST ) توسعه AES را در سال 1997 آغاز کرد، زمانی که اعلام کرد نیاز به یک الگوریتم جانشین برای استاندارد رمزگذاری داده ها ( DES ) دارد، که شروع به آسیب پذیر شدن در برابر حملات brute-force می کرد .
• DES. یک روش کلید متقارن قدیمی برای رمزگذاری داده ها. DES با استفاده از یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی یک پیام کار می‌کند، بنابراین هم فرستنده و هم گیرنده باید کلید خصوصی یکسانی را بدانند و از آن استفاده کنند. DES توسط الگوریتم امن تر AES جایگزین شده است.
• تعویض کلید دیفی هلمن یک الگوریتم متقارن که از اعداد افزایش‌یافته به قدرت‌های خاص برای تولید کلیدهای رمزگشایی بر اساس مؤلفه‌هایی استفاده می‌کند که هرگز مستقیماً منتقل نمی‌شوند، و کار یک کد شکن احتمالی را از نظر ریاضی سخت می‌کند. به مبادله کلید دیفی هلمن، مبادله کلید نمایی نیز گفته می شود .
• رمزنگاری منحنی بیضوی (ECC). یک رمز نامتقارن که از توابع جبری برای ایجاد امنیت بین جفت های کلید استفاده می کند. الگوریتم‌های رمزنگاری حاصل می‌توانند سریع‌تر و کارآمدتر باشند و سطوح امنیتی قابل مقایسه‌ای را با کلیدهای رمزنگاری کوتاه‌تر ایجاد کنند. این باعث می‌شود الگوریتم‌های ECC انتخاب خوبی برای دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) و سایر محصولات با منابع محاسباتی محدود باشند.
• توزیع کلید کوانتومی (QKD). هم به عنوان رمز متقارن و هم رمز نیمه متقارن موجود است. الگوریتم QKD روشی برای رمزگذاری داده ها با کمک مکانیک کوانتومی است. کلیدهای رمزگذاری با استفاده از یک جفت فوتون درهم تنیده تولید می شوند که سپس به طور جداگانه از داده ها منتقل می شوند. درهم‌تنیدگی کوانتومی فرستنده و گیرنده را قادر می‌سازد تا بدانند که آیا کلید رمزنگاری رهگیری شده است یا حتی قبل از رسیدن پیام تغییر کرده است. این به این دلیل است که در قلمرو کوانتومی، عمل مشاهده اطلاعات ارسالی آن را تغییر می دهد. هنگامی که مشخص شد که رمزگذاری امن است و رهگیری نشده است، اجازه انتقال پیام رمزگذاری شده از طریق یک کانال اینترنتی عمومی داده می شود.
• RSA رمز نامتقارن که اولین بار در سال 1977 توسط ران ریوست، آدی شامیر و لئونارد ادلمن از موسسه فناوری ماساچوست به طور عمومی توصیف شد. ریاضیدان بریتانیایی کلیفورد کاکس در سال 1973 یک الگوریتم کلید عمومی ایجاد کرد، اما ستاد ارتباطات دولت بریتانیا آن را تا سال 1997 طبقه بندی کرد . امنیت لایه ( TLS ) برای رمزگذاری و توابع امضای دیجیتال به RSA تکیه کنید .
• دو ماهی. رمز بلوک کلید متقارن با اندازه بلوک 128 بیت و کلید با طول متغیر به اندازه 128، 192 یا 256 بیت. این الگوریتم که برای واحدهای پردازش مرکزی 32 بیتی بهینه شده است، منبع باز است و به صورت رایگان در دسترس است. Twofish با استفاده از S-box، یک جعبه جایگزینی از پیش محاسبه‌شده و وابسته به کلید، از دیگر الگوریتم‌های رمزگذاری متمایز است. S-box رابطه بین کلید و متن رمز را پنهان می کند، اگرچه هنوز برای رمزگشایی داده ها به کلید رمز بستگی دارد.
• امنیت ارائه شده توسط رمزگذاری مستقیماً به نوع رمز مورد استفاده برای رمزگذاری داده ها و همچنین با قدرت کلیدهای رمزگشایی مورد استفاده برای تبدیل متن رمز به متن ساده مرتبط است. در ایالات متحده، الگوریتم های رمزنگاری تایید شده تحت استانداردهای پردازش اطلاعات فدرال NIST باید هر زمان که به خدمات رمزنگاری نیاز است استفاده شود.

تفاوت رمزگذاری و رمزنگاری؟

پرسش و پاسخ

Q1: رمزنگاری چیست؟
A1: رمزنگاری راهی برای محافظت از اطلاعات با تبدیل آن به یک کد است که بدون دانش خاص قابل خواندن یا درک نیست. می تواند داده ها و پیام ها را ایمن و خصوصی کند.

Q2: رمزگذاری چیست؟
A2: رمزگذاری نوعی رمزنگاری⁢ است که اطلاعات را به هم می‌ریزد تا ناخوانا شود. ⁤از الگوریتم‌های ریاضی برای تبدیل داده‌ها استفاده می‌کند تا فقط افراد مجاز بتوانند آن‌ها را بخوانند.

Q3: رمزنگاری و رمزگذاری چگونه با هم مقایسه می شوند؟
A3: رمزنگاری و رمزگذاری مشابه هستند، زیرا هر دو برای محافظت از اطلاعات استفاده می‌شوند. اما رمزنگاری شامل بسیاری از تکنیک‌های دیگر غیر از رمزگذاری است، مانند امضای دیجیتال، هش کردن، و مذاکره کلید. برای هر کاربر آنلاینی که امنیت داده‌ها را در اولویت قرار می‌دهد، درک تفاوت‌های بین رمزنگاری و رمزگذاری و استفاده از راه‌حل‌های مناسب مانند رمزگذار ابری LogMeOnce.com – که رمزگذاری ایمن و دانش صفر را ارائه می‌کند – ضروری است.

LogMeOnce.com یک حساب کاربری رایگان برای ایجاد خزانه کاربر رمزگذاری شده برای ذخیره داده‌ها به روشی امن و آسان در دسترس ارائه می‌کند. با LogMeOnce.com، حفاظت از داده‌ها در فضای ابری آسان‌تر شد. با ایجاد یک حساب کاربری رایگان LogMeOnce، اولین قدم را برای ایمن کردن اطلاعات در سایت‌های ذخیره‌سازی ابری بردارید و امروز قدرت رمزنگاری در مقابل رمزگذاری را باز کنید.