Шифрование на симметричном (секретном) ключе
Исторически сложилось так, что системы шифрования являются системами на симметричных (секретных) ключах. Система шифрования на симметричном ключе использует один и тот же ключ как для зашифровки, так и для расшифровки данных. Когда римляне отправляли сообщения, зашифрованные посредством смещения алфавита, ключом была величина смещения и его направление. Используя эту информацию, получатель мог расшифровать сообщение посредством сдвига букв сообщения в обратном направлении для размещения их на исходных местах. В такой системе ключом являлось число (меньшее, чем число букв в римском алфавите) и направление (влево или вправо). Недостатком данной системы шифрования было то, что легко угадывался ключ и раскрывался текст сообщения.
Современные компьютеризированные системы шифрования позволяют использовать очень длинные ключи. Если стороннее лицо узнает алгоритм шифрования, то для угадывания ключа длиной 128 бит понадобится очень много времени, даже при использовании компьютеризированных методов, так как количество возможных комбинаций равно 3,4 x 1038. Поэтому шифры, используемые в промышленности и в государственных стандартах безопасности, открыты для всеобщего доступа и хорошо известны. Это может показаться слишком легкомысленным, однако открытое распространение шифров, на самом деле, предназначено для повышения их защищенности, так как многие специалисты в области шифрования имеют возможность оценки, дополнения и совершенствования шифров. Примерами хорошо известных систем шифрования, алгоритмы которых доступны любому желающему, являются DES, Triple DES и новый стандарт AES. Некоторые коммерческие симметричные алгоритмы, такие как RC4, сделаны общедоступными для повышения надежности посредством проверки алгоритмов пользователями. Ниже приведен перечень современных симметричных шифров.
- DES – стандарт шифрования (Data Encryption Standard), используемый правительством США.
- Skipjack – секретный алгоритм симметричного ключа, применяемый в оборудовании, совместимом с FORTEZZA (применяется в правительстве США).
- Triple-DES – стандарт DES, применяемый трижды (для повышения сложности взлома).
- RC2, RC4, RC5 и RC6 – эти коммерческие шифры создаются и лицензируются компанией RSA Security, Inc.
Microsoft использует RC4 по умолчанию в протоколах PPTP и L2TP, SSL/TLS и при поддержке протокола IPSec (можно изменить в системном реестре). - AES – стандарт AES является новым федеральным стандартом обработки информации, который применяется для определения криптографического алгоритма в организациях правительства США для защиты важной (секретной) информации.
Преимущество шифрования на симметричном ключе заключается в быстрой и эффективной работе, что делает его подходящим для приложений, требующих шифрования в реальном времени, в отличие от других методов, отрицательно влияющих на производительность систем.
Недостатком шифрования с использованием симметричного ключа является то, что ключи должны согласовываться между отправителем и получателем заранее, т.е. им необходимо договориться о ключах. При обмене ключами нужно соблюдать особые меры предосторожности, так как если ключи станут известны третьему лицу, то он легко расшифрует текст. Если количество получателей текста невелико, этот процесс можно осуществить с относительной легкостью, но при увеличении числа получателей его сложность возрастает в геометрической прогрессии. Следовательно, несмотря на возможность автоматизации, обмен ключами является очень ответственным процессом на веб-сайтах, с которыми работает большое число клиентов.
