Шифрование имеет решающее значение для общей безопасности в Интернете. Сегодня используются разные системы шифрования, но все они, как правило, работают путем скремблирования данных с помощью математического алгоритма, зашифровывая информацию в код.
На сегодняшний день одним из наиболее распространенных стандартов шифрования является Advanced Encryption Standard (AES). Это вариант блочного шифра Rijndael, доступный в трех размерах ключа: 128, 192 и 256 бит.
Итак, что такое шифрование AES-256 и как оно работает?
Что такое АЕС?
AES — широко распространенный стандарт шифрования данных, используемый во всем мире. Это федеральный стандарт, используемый правительством США, и он обеспечивает значительную безопасность и защиту.
АЕС - это тип симметричного шифрования, который использует один и тот же ключ для шифрования и дешифрования ваши данные. По сути, и отправителю, и получателю требуется один и тот же ключ для расшифровки данных. Симметричное шифрование быстрее, хотя и менее безопасно, чем асимметричное шифрование.
Что такое блочный шифр?
Чтобы понять, как работает AES-256, важно понимать блочные шифры. Блок просто означает единицу информации, разделенную до ее шифрования. Стандартный AES использует 128-битный размер блока.
Для наглядности 16 байт, умноженные на 8 бит, дают 128 бит в каждом блоке. Таким образом, независимо от размера ключа размер блока остается неизменным. AES подвергся довольно большому количеству атак, но до сих пор не взломан.
AES-256 — наиболее безопасная версия, хотя и требует большей вычислительной мощности. В связи с надвигающейся угрозой постквантовая криптография, многие считают AES-256 квантово-устойчивым, а это означает, что квантовые компьютеры не смогут взломать шифр.
Как размер блока влияет на безопасность?
Размер блока также косвенно влияет на безопасность шифра. По сути, чем больше блок, тем больше данных можно зашифровать без дублирования. Но если размер блока слишком мал, это может повлиять на безопасное использование шифра.
Блочный шифр предназначен для псевдослучайной перестановки, что просто означает, что если входные данные различны, выходные данные также должны автоматически отличаться. AES в основном использует 128-битный размер блока, где данные делятся на массив 4x4, содержащий 16 байтов.
Однако, хотя размер блока не влияет напрямую на безопасность шифрования, он влияет на безопасность режима. Все блочные шифры обычно используются в разных режимах работы, поэтому безопасность каждого режима зависит от двух элементов: безопасность самого блочного шифра и безопасность режима замены блочного шифра на псевдослучайный перестановка.
По сути, чем больше данных вы обрабатываете в режиме работы, тем больше он раскрывает режим, поскольку меньший размер блока приводит к увеличению противоположной вероятности успеха. Со временем части перестановки, которые были скрыты, продолжают обнаруживаться, в конечном итоге раскрывая полную перестановку.
Итак, если у вас есть блочный шифр из N битов, и вы знаете, что он ничем не отличается от псевдослучайной перестановки из N битов, безопасность вашего шифра пострадает, если вы будете использовать его в рабочем режиме. Чтобы гарантировать, что безопасность режима не пострадает, лучше использовать больший размер блока.
Как AES-256 шифрует ваши данные?
Основная концепция шифрования заключается в том, что шифр заменяет каждую единицу информации другой, в зависимости от ключа безопасности. Например, AES-256 выполняет 14 раундов шифрования, что делает его невероятно безопасным.
Шаги включают разделение данных на блоки, замену разных байтов, сдвиг строк и смешивание столбцов, чтобы полностью зашифровать информацию. К концу процесса результатом является совершенно случайный набор символов, который никому не будет понятен, если у него нет ключа дешифрования.
AES-256 — самый длинный, а также самый надежный уровень шифрования, который он предлагает. Чтобы представить ситуацию в перспективе, хакеру нужно будет попробовать 2256 дискретных комбинаций, каждая из которых состоит из 78 цифр, чтобы взломать шифрование.
По сути, это число больше, чем количество звезд во Вселенной! Это делает его непроницаемым для атаки грубой силы и является самым мощным стандартом шифрования в мире.
Приложения AES-256
AES-256 — самый надежный вариант, поэтому он не всегда идеален для использования в простых приложениях. Однако AES-256 используется провайдерами VPN и для защиты баз данных.
Библиотеки AES доступны для популярных языков программирования, таких как C, C++, Java и даже Python. Если вы используете менеджер паролей, например 1Pass или LastPass, вы, вероятно, уже используете AES-256 для шифрования конфиденциальной информации.
Даже приложения для обмена сообщениями, такие как WhatsApp, используют шифрование AES-256 для шифрования сообщений. Современные компьютеры, использующие процессоры Intel или AMD, уже имеют встроенные инструкции AES, и почти все финансовые учреждения полагаются на шифрование AES для шифрования конфиденциальной информации.
Короче говоря, AES везде.
Шифрование станет только сильнее
По мере того, как мир движется к децентрализации, а хакеры становятся все более изобретательными, стандарты шифрования будут только укрепляться. Криптографические стандарты уже требуют открытых и закрытых ключей для проверки транзакций, поэтому можно ожидать, что стандарты безопасности станут еще лучше.