رمزگذاری، سنگ بنای ارتباطات آنلاین ایمن، فرآیند تبدیل داده ها به قالبی غیرقابل خواندن برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز است. داده های رمزگذاری شده، که به عنوان متن رمزی شناخته می شوند، تنها با یک کلید رمزگشایی مناسب می توانند به شکل اصلی خود بازگردند. نقش مهمی در ایمن سازی داده های حساس از چشمان کنجکاو ایفا می کند و به طور گسترده استفاده می شود، از ایمن سازی تراکنش های آنلاین گرفته تا حفظ محرمانه بودن ایمیل ها و پیام ها.
پیدایش رمزگذاری و اولین ذکرهای آن
ریشه رمزگذاری به دوران باستان رم و یونان برمی گردد. این مفهوم در ابتدا برای ارتباطات نظامی مورد استفاده قرار گرفت. یکی از اولین نمونه های رمزگذاری، رمز سزار است که به افتخار جولیوس سزار نامگذاری شده است، که از آن برای رمزگذاری دستورات نظامی خود استفاده می کرد. رمز به سادگی حروف الفبا را به مقدار معینی جابجا می کند تا پیام رمزگذاری شده ای ایجاد کند که برای هرکسی بدون اطلاع از این تغییر قابل درک نباشد.
به سرعت به دوران مدرن، ظهور عصر دیجیتال شاهد یک تغییر انقلابی در تکنیک های رمزگذاری بود. در دهه 1970، الگوریتم های کلید متقارن مانند DES (استاندارد رمزگذاری داده ها) ظهور کردند که از یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده می کردند. بعداً، در اواخر دهه 1970، RSA (Rivest-Shamir-Adleman) رمزگذاری نامتقارن را معرفی کرد که آغاز فصل جدیدی در امنیت دیجیتال بود.
توضیح در مورد رمزگذاری
رمزگذاری داده های ساده و قابل خواندن را به متن درهم و ناخوانا تبدیل می کند تا از دسترسی غیرمجاز جلوگیری کند. فرآیند تبدیل از یک الگوریتم به نام رمز و یک کلید استفاده می کند.
دو نوع اصلی رمزگذاری وجود دارد: متقارن و نامتقارن. در رمزگذاری متقارن، هم برای رمزگذاری و هم برای رمزگشایی از یک کلید استفاده می شود. DES و AES (استاندارد رمزگذاری پیشرفته) نمونه هایی از رمزگذاری متقارن هستند. در رمزگذاری نامتقارن، که به عنوان رمزگذاری کلید عمومی نیز شناخته می شود، از دو کلید مختلف استفاده می شود – یکی برای رمزگذاری و دیگری برای رمزگشایی. RSA و ECC (Elliptic Curve Cryptography) نمونه هایی از رمزگذاری نامتقارن هستند.
هنگامی که داده ها رمزگذاری می شوند، غیرقابل کشف و ایمن شدن از دسترسی غیرمجاز می شوند. فقط کسانی که کلید مناسب را دارند می توانند داده ها را رمزگشایی و درک کنند. این پایه و اساس بسیاری از سیستم‌های امن است، مانند HTTPS (پروتکل انتقال ابرمتن امن) برای مرور امن وب و SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) برای ارتباطات اینترنتی امن.
کارهای درونی رمزگذاری
فرآیند رمزگذاری با متن ساده (داده های قابل خواندن) آغاز می شود که از طریق یک الگوریتم رمزگذاری به همراه یک کلید رمزگذاری می گذرد. الگوریتم رمزگذاری متن ساده را بر اساس کلید رمزگذاری برای تولید متن رمزی درهم می‌زند. فقط کلید رمزگشایی صحیح می‌تواند روند را معکوس کند و متن رمز را به شکل متن اصلی خود برگرداند.
در طول رمزگذاری متقارن، از یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده می شود. این کلید باید به طور ایمن بین فرستنده و گیرنده به اشتراک گذاشته شود.
در مقابل، رمزگذاری نامتقارن شامل یک جفت کلید است: یک کلید عمومی برای رمزگذاری و یک کلید خصوصی برای رمزگشایی. کلید عمومی آشکارا توزیع می شود، در حالی که کلید خصوصی توسط مالک آن مخفی نگه داشته می شود. هر کسی می تواند از کلید عمومی برای رمزگذاری پیام استفاده کند، اما فقط صاحب کلید خصوصی می تواند آن را رمزگشایی کند.
ویژگی های کلیدی رمزگذاری
-
محرمانه بودن: رمزگذاری داده ها را با غیرقابل خواندن برای افراد غیرمجاز ایمن می کند. فقط کسانی که کلید صحیح را دارند می توانند داده های اصلی را رمزگشایی کرده و به آنها دسترسی داشته باشند.
-
تمامیت: با رمزگذاری، می توان تشخیص داد که آیا داده ها در حین انتقال دستکاری شده اند یا خیر.
-
احراز هویت: رمزگذاری کلید عمومی به تأیید هویت فرستنده کمک می کند زیرا فرستنده داده ها را با کلید خصوصی منحصر به فرد خود رمزگذاری می کند.
-
عدم انکار: رمزگذاری نامتقارن همچنین عدم انکار را تضمین می کند، زیرا یک پیام رمزگذاری شده با یک کلید خصوصی فقط با کلید عمومی مربوطه قابل رمزگشایی است و هویت فرستنده را اثبات می کند.
انواع رمزگذاری
در اینجا دو نوع اصلی رمزگذاری وجود دارد:
-
رمزگذاری متقارن: این یک نوع رمزگذاری است که در آن از یک کلید هم برای رمزگذاری و هم برای رمزگشایی استفاده می شود.
نمونه هایی از رمزگذاری متقارن:
الگوریتم اندازه کلید اندازه بلوک یادداشت DES 56 بیت 64 بیت اکنون برای اکثر برنامه ها ناامن در نظر گرفته می شود 3DES 168 بیت 64 بیت امن تر از DES، اما کندتر AES 128/192/256 بیت 128 بیت در حال حاضر پرکاربردترین الگوریتم متقارن است -
رمزگذاری نامتقارن: همچنین به عنوان رمزگذاری کلید عمومی شناخته می شود، این نوع از دو کلید استفاده می کند: یکی عمومی (برای رمزگذاری) و دیگری خصوصی (برای رمزگشایی).
نمونه هایی از رمزگذاری نامتقارن:
الگوریتم اندازه کلید یادداشت RSA 1024/2048/4096 بیت متداول ترین الگوریتم کلید عمومی استفاده می شود ECC 160-521 بیت امنیت مشابه RSA اما با اندازه کلید بسیار کوچکتر را فراهم می کند
استفاده، مسائل و راه حل ها در رمزگذاری
رمزگذاری در زندگی دیجیتالی ما همه جا وجود دارد و از داده ها در حال انتقال و در حالت استراحت محافظت می کند. از اطلاعات حساس ما در اینترنت محافظت می کند، ارتباطات ایمیلی را ایمن می کند، از تراکنش های مالی محافظت می کند و موارد دیگر.
با این حال، رمزگذاری بدون مشکل نیست. مدیریت کلید یک چالش است زیرا اگر یک کلید گم شود، داده های رمزگذاری شده قابل بازیابی نیستند. علاوه بر این، رمزگذاری قوی می تواند منابع فشرده باشد و ممکن است عملکرد سیستم را کند کند.
این مسائل با پیروی از بهترین شیوه‌ها مانند پشتیبان‌گیری از کلیدهای معمولی، استفاده از شتاب سخت‌افزاری برای کارهای رمزگذاری و اجرای یک خط‌مشی قوی رمزگذاری برطرف می‌شوند.
مقایسه ها و ویژگی ها
رمزگذاری در مقابل رمزگذاری در مقابل هش کردن:
| رمزگذاری | رمزگذاری | هش کردن | |
|---|---|---|---|
| هدف | محرمانه بودن و امنیت | بازنمایی داده ها | تایید داده ها |
| کلید | ضروری | لازم نیست | لازم نیست |
| برگشت پذیری | بله با کلید صحیح | بله با الگوریتم صحیح | نه، فرآیند یک طرفه |
چشم اندازها و فن آوری های آینده در رمزگذاری
آینده رمزگذاری در محاسبات کوانتومی و رمزنگاری پس کوانتومی نهفته است. محاسبات کوانتومی تهدیدی برای الگوریتم‌های رمزگذاری فعلی است، زیرا رایانه‌های کوانتومی از نظر تئوری می‌توانند این الگوریتم‌ها را سریع‌تر از رایانه‌های معمولی شکست دهند.
برای مقابله با این، رمزنگاری پس کوانتومی در حال توسعه است که متشکل از الگوریتم‌های رمزگذاری است که می‌تواند در برابر حملات رایانه‌های کلاسیک و کوانتومی مقاومت کند.
رمزگذاری و سرورهای پروکسی
سرورهای پروکسی، مانند سرورهای ارائه شده توسط OneProxy، به عنوان واسطه بین کاربر و اینترنت عمل می کنند. در حالی که نقش اصلی یک سرور پروکسی رمزگذاری نیست، اغلب رمزگذاری را برای ایجاد اتصالات امن در خود جای می دهد.
به عنوان مثال، پروکسی های SSL از رمزگذاری SSL برای ایمن سازی انتقال داده بین کاربر و سرور پراکسی استفاده می کنند. علاوه بر این، سرورهای پروکسی را می توان در ترکیب با VPN ها (شبکه های خصوصی مجازی) برای رمزگذاری داده ها و پوشاندن آدرس IP کاربر استفاده کرد و حریم خصوصی و امنیت بیشتری را ارائه داد.
