Компании несут финансовые и репутационные потери от утечек данных. Чтобы этого избежать и защитить информацию, помогает шифрование данных. Этот метод блокирует доступ злоумышленников к информации, находящейся в состоянии покоя или при передаче. Какие существуют методы шифрования данных и как правильно использовать их при хранении в облаке, рассказал Сергей Липов, директор по информационным технологиям EdgeЦентр.
Данные под защитой
Для обеспечения конфиденциальности и целостности данных применяются различные методы шифрования. Между собой они отличаются типами кодирования информации, структурой алгоритмов, производительностью и сферами применения. У каждого метода есть своя особенность.
- Симметричное шифрование. Слово «симметричный» связано с тем, что для шифрования и расшифровки нужен один и тот же ключ. В качестве ключа можно использовать число, слово, фрагмент текста или даже файл. Выбор ключа зависит от способа шифрования, но общее правило в этом методе кодировки данных такое: чем длиннее ключ, тем сложнее его взломать.
- Асимметричное шифрование. Этот метод базируется на использовании пары ключей — публичного и приватного. Для шифрования используется открытый ключ, а для дешифрования — закрытый ключ.
- Шифр Вернама был изобретен телеграфистом Гильбертом Вернамом в 1917 году. Он основан на побитовом исключающем ИЛИ. Суть проста: в нем используется одноразовый ключ, который равен по длине сообщению. Он считается неуязвимым потому что шифр генерируется случайно и может быть использован только раз.
- Шифр RSA: шифрует с помощью факторизации. Это асимметричный алгоритм шифрования, который используется для безопасной передачи данных в интернете. Алгоритм использует два ключа — открытый и закрытый. Сообщение, зашифрованное открытым ключом, может быть расшифровано только соответствующим закрытым ключом, и наоборот. Открытый ключ иногда называют публичным, так как его можно без опаски передать любому человеку.
- Шифр DES (Data Encryption Standard). В основе этого метода лежит работа комбинации перестановок и подстановок, чтобы зашифровать данные. Сообщение делится на блоки, и каждый блок проходит через 16 раундов преобразований с использованием ключа.
- Хеширование. Работает необратимо: данные «пропускаются» через специальный алгоритм и получают уникальный «отпечаток» — хеш. Этот метод распространен для сохранности паролей, система не хранит саму комбинацию, а его хеш. Когда пользователь пытается ввести пароль, система сверяет вводимые данные и хеш, который сохранен. Если они совпадают, то пароль верен.
- Блочное шифрование. Этот метод основан на кодировании данных в виде равных блоков. У каждого из них есть уникальный ключ. Блочное шифрование гарантирует высокую степень сохранности конфиденциальных данных.
Шифрование данных при хранении в облаке
Шифрование данных перед их размещением в облачном хранилище является ключевым элементом защиты конфиденциальности и безопасности информации. Особенно актуально это становится в условиях многопользовательских облаков, где существует риск несанкционированного доступа. Как же обеспечить надежную защиту ваших данных?
Один из вариантов — самостоятельное шифрование данных с помощью специализированного программного обеспечения. Инструменты вроде VeraCrypt или Cryptomator позволяют зашифровать файлы еще до загрузки в облако. Также существуют облачные сервисы, которые автоматически шифруют ваши данные перед передачей. Примером такого сервиса является Mega, который применяет шифрование на стороне клиента, то есть файлы шифруются прямо на вашем устройстве перед отправкой в облако. Такой подход значительно снижает вероятность утечек, поскольку ключи остаются исключительно у вас. Это идеальное решение для тех, кто ценит простоту и эффективность.
Другой вариант — использование сторонних приложений для шифрования данных, работающих сразу с несколькими облачными сервисами. К примеру, Boxcryptor позволяет защищать файлы для хранения в таких популярных системах, как Google Drive, Dropbox, OneDrive и многих других. Программа особенно полезна пользователям, работающим с множеством облачных платформ и стремящимся упростить управление процессом шифрования. Важно помнить о необходимости использования сложных и уникальных ключей шифрования, а также надежного места для их хранения.
Не менее важным аспектом является постоянный мониторинг активности в облаке, чтобы своевременно выявлять подозрительные действия, такие как попытки взлома или несанкционированного доступа. Регулярное создание резервных копий данных также играет ключевую роль, обеспечивая возможность быстрого восстановления информации в случае сбоя или атаки.
Наконец, крайне важно разработать план действий на случай утечки данных. Это позволит быстро отреагировать и свести возможные последствия к минимуму. Выбор подходящего метода шифрования зависит от множества факторов, включая законодательные требования, производительность системы и требуемый уровень безопасности.
Протоколы шифрования для передачи данных по сети
К сожалению, любые конфиденциальные данные в сети подвергаются опасности, а мы вносим туда всю важную информацию: от записи к врачу до покупки недвижимости. Защитить ценные данные в сети нам помогают различные протоколы. Расскажем о каждом из них подробнее.
SSL/TLS
Эти технологии обеспечивают защиту интернет-соединений, включая веб-сайты, электронную почту и мессенджеры. Они используют ассиметричное шифрование (открытые и закрытые ключи) для аутентификации и симметричное шифрование (секретный ключ) для обеспечения конфиденциальности.
Процесс работы TLS выглядит следующим образом:
- Приветствие: Клиент и сервер обмениваются информацией, представляясь друг другу и выбирая алгоритмы шифрования для последующей передачи данных.
- Обмен ключами: Обе стороны удостоверяются в подлинности друг друга и производят обмен ключами для дальнейшей защиты данных.
- Завершение рукопожатия: Стороны подтверждают успешное установление соединения и готовность передавать зашифрованные данные.
После установки соединения включается протокол записи, отвечающий за шифрование и передачу данных между сайтом и браузером. Этот процесс состоит из пяти этапов:
- Разбиение данных (фрагментация): Данные делятся на небольшие фрагменты для удобства шифрования.
- Сжатие: Данные подвергаются компрессии для уменьшения объема (при наличии такой возможности).
- Шифрование: Фрагменты данных шифруются с применением выбранного симметричного алгоритма, использующего заранее установленный секретный ключ.
- Аутентификация: Каждый фрагмент снабжается цифровой подписью для гарантии целостности и подлинности данных.
- Передача данных: Защищенные фрагменты отправляются по сети от клиента к серверу.
Этот процесс достаточно сложен и требует значительных ресурсов. Однако инженеры разработали механизм возобновления сессий, позволяющий избежать повторного выполнения этапа рукопожатия.
PGP
Технология направлена на защиту информации, которая передается через электронную почту. Работает она на основе комбинации симметричных и асимметричных методов шифрования. Пользователь создает открытый ключ, который шифрует информацию, и закрытый, который эти данные раскодирует. Когда нужно отправить зашифрованное письмо, в дело вступает открытый ключ, но расшифровать данные сможет только обладатель соответствующего закрытого ключа.
SSH
Эта технология служит для обеспечения безопасности при удаленной манипуляции с информацией или файлами между клиентом и сервером. В ее работе заложено использование криптографии для аутентификации и шифрования соединений. В этой технологии тоже применяются пары открытых и закрытых ключей. При доступе к серверу пользователь применяет свой закрытый ключ, который должен соответствовать открытому ключу, сохраненному на сервере. Совпадение ключей открывает доступ.
S/MIME
Используется для защиты электронной почты, предоставляя функции шифрования, цифровой подписи и аутентификации. S/MIME обеспечивает криптографическую защиту сообщений, гарантируя их аутентичность, целостность и сохранение авторства, а также конфиденциальность благодаря шифрованию.
Для работы с S/MIME требуются пара ключей — открытый и закрытый, сопровождающиеся сертификатом, подтверждающим личность пользователя. Сообщение, зашифрованное открытым ключом, можно прочитать только с помощью соответствующего закрытого ключа.
IPsec
Предназначен для защиты сетевого трафика и обеспечения безопасности передачи данных между разными устройствами. Применяется для защиты важных данных, таких как финансовые операции, медицинские сведения и корпоративные коммуникации.
Основные компоненты IPsec включают:
— AH (Authentication Header) — обеспечивает целостность данных и защищает содержимое пакета от изменения.
— ESP (Encapsulating Security Payload) — добавляет шифрование, аутентификацию и защиту целостности пакетов.
— IKE (Internet Key Exchange) — протокол для установления защищенных каналов связи через ненадежные сети. Позволяет создавать безопасный туннель между клиентом и сервером для передачи зашифрованного трафика.
IPsec функционирует в двух режимах: транспортном (шифрует только полезные данные) и туннельном (шифрует весь пакет).
Управление ключами
Важно не просто плыть по течению и довериться привычным методам шифрования, следует контролировать и управлять ключами шифрования в облачной среде. Как это сделать?
Во-первых, использовать надежные алгоритмы шифрования, устойчивые к атакам. Расширенный стандарт шифрования (AES) считается безопасным и надежным алгоритмом шифрования данных.
Во-вторых, регулярно меняйте ключи. Эта практика на постоянной основе помогает снизить риск несанкционированного доступа. Благодаря периодической смене ключей, даже если ключ скомпрометирован, окно воздействия ограничивается.
В-третьих, контролируйте доступ и авторизацию. Внедрение мер контроля доступа гарантирует, что только авторизованные лица смогут получить доступ к ключам шифрования. Это включает в себя использование надежных паролей, многофакторную аутентификацию и управление доступом на основе ролей.
В-четвертых, проводите мониторинг и аудит. Регулярная проверка деятельности по управлению ключами помогает обнаружить любые подозрительные или несанкционированные попытки доступа. Он также предоставляет организациям контрольный журнал для целей обеспечения соответствия.
Методы безопасного хранения ключей для облачного хранилища
Помимо различных вариантов управления ключами шифрования, организациям следует также внедрить методы безопасного хранения ключей для защиты своих ключей шифрования. Некоторые из этих практик включают в себя:
- Использование аппаратных модулей безопасности (HSM). HSM — это физические устройства, обеспечивающие безопасное хранение ключей шифрования и управление ими. Они обеспечивают защиту от несанкционированного доступа и могут безопасно выполнять криптографические операции.
- Многофакторная аутентификация. Реализация многофакторной аутентификации добавляет дополнительный уровень безопасности в процесс хранения ключей. Это может включать в себя комбинацию того, что знает пользователь (пароль), что-то, что есть у пользователя (смарт-карта), и что-то, чем является пользователь (биометрические данные).
- Меры физической безопасности. Меры физической безопасности, такие как ограничение доступа к хранилищам ключей и системам наблюдения, помогают предотвратить несанкционированный физический доступ к ключам шифрования.
- Планирование аварийного восстановления. Наличие надежного плана аварийного восстановления гарантирует, что ключи шифрования можно будет восстановить в случае аварии или сбоя системы. Это включает в себя регулярное резервное копирование и внешнее хранение ключей шифрования.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы быть в курсе всех новостей и событий Рунета.