Уявіть двох спартанських полководців, які обмінюються планами війни. Вони не довіряють гінцю. Вони не довіряють поштою. Вони мають єдиний секретний код. Якщо перехоплювач отримає повідомлення, воно буде виглядати безглуздим набором символів для всіх, хто не знає коду. Це основний принцип симетричного шифрування.
Комп’ютери працюють так само. Коли двом машинам потрібно безпечно передати дані по мережі, вони використовують алгоритм симетричного ключа. Обидві сторони з’єднання мають один і той же секретний ключ. Цей ключ діє як шифрування. Він шифрує пакет перед відправкою і розшифровує його в той момент, коли він досягає одержувача.
Це не просто теоретична концепція для шпигунів. Це основа безпечного зв’язку для мільйонів пристроїв щодня.
Як код працює на практиці
Ви вже розумієте логіку. Ви просто не розумієте, що використовували її.
Уявіть, що ви бажаєте надіслати записку другу. Ви вирішуєте, що кожна літера має бути зсунута на дві позиції вниз за абеткою. “A” стає “C”. “B” стає “D”. Ви кажете другу правило: «Ссунь на дві позиції». Він отримує спотворений текст та виконує зворотну операцію. Оригінальне повідомлення відновлюється. Для будь-кого, хто побачить записку, це просто випадкові літери.
Комп’ютери роблять те саме. Але вони використовують зрушення на дві букви. Вони використовують ключі, які значно довші та складніші. Математика, що лежить в основі цього, не пускає хакерів.
Першим великим алгоритмом симетричного шифрування, розробленим у Сполучених Штатах, був Стандарт шифрування даних (DES). Він був схвалений у 1970-х роках. Він використав 56-бітний ключ.
На той час 56 біт здавалися надійними. Сьогодні це смішно слабкий захист.
Чому DES зазнав невдачі, а AES зайняв його місце
Швидкість – ворог слабкого шифрування.
З 1970-х років процесори комп’ютерів стали експонентно швидше. Сучасна машина може виконувати атаки методом грубої сили – перебираючи всі можливі комбінації ключів – набагато швидше, ніж людина може моргнути.
56-бітний ключ пропонує 70 квадрильйонів комбінацій. Це звучить як багато. Це 70 000 000 000 000 000 варіантів. Але для сучасної відеокарти зламати це очевидно. Це відбувається за секунду. DES більше не вважається безпечним.
Галузі потрібно більш надійний захист. Вона була знайдена в сучасному стандарті шифрування (AES).
AES замінив DES. Він використовує ключі довжиною 128, 192 чи 256 біт.
Щоб зрозуміти різницю, 128-бітний ключ має більш ніж 300 трильйонів трильйонів трильйонів трильйонів можливих комбінацій. Спробуйте перебрати кожну. Ви помрете від старості, перш ніж знайдете правильний ключ. Саме тому більшість експертів вважають, що AES залишиться достатнім стандартом шифрування на довгий час уперед.
Історичне коріння підстановки
Це не нова розробка. Ця логіка існує вже тисячоліття.
Юлій Цезар використав подібний метод підстановки. Він зрушував літери на три позиції вгору за абеткою. Якщо йому потрібно було написати “CROSSING THE RUBICON”, він писав “FURVV LQJWK HUXEL FRQ”.
Він також розбивав текст групи однакового розміру. Це робило довжину слів менш очевидною. Це додавало ще один рівень плутанини для всіх, хто перехоплював його сувої.
Сучасне симетричне шифрування – це цифрова еволюція тієї самої базової ідеї. Дві сторони діляться секретом. Одна сторона спотворює дані. Інша відновлює їх. Різниця полягає у масштабі. І швидкість. І ставках.
У світі, де дані – це нова нафта, збереження цих даних під замком, ключ від якого є тільки у вас, – єдиний спосіб залишатися у безпеці.
