Как симметричное, так и асимметричное шифрование защищает ваши данные

Криптография является основой цифровой безопасности и делится в основном на две совершенно разные системы: симметричное шифрование и асимметричное шифрование. Хотя оба метода важны, они работают совершенно по-разному и решают разные задачи. Чтобы понять современные системы безопасности, необходимо знать разницу между этими двумя подходами.

Основное различие

Симметричный алгоритм шифрования использует один ключ – тот же ключ как для шифрования, так и для расшифровки информации. Это как если бы вы и ваш друг делили один и тот же физический ключ от сейфа. Проблема очевидна: если кто-то получит этот ключ, он сможет получить доступ ко всему.

Асимметричное шифрование решает эту задачу, используя два связанных, но различных ключа. Один ключ является публичным (может быть передан любому), а другой является приватным (вы сохраняете его в секрете). Представьте себе, что публичный ключ похож на почтовый ящик, в который все могут отправлять письма, но только у вас есть ключ, чтобы его открыть.

Различия в длине ключа и безопасности

Длина криптографических ключей измеряется в битах и напрямую связана с тем, насколько безопасно шифрование. Для симметричного шифрования 128 или 256 бит часто бывает достаточно, так как ключ выбирается совершенно случайно.

Асимметричные ключи должны быть гораздо длиннее – часто 2048 бит или более – поскольку существует математическая связь между открытым и закрытым ключом. Эта закономерность потенциально может быть использована для взлома шифрования, поэтому более длинные ключи необходимы. 128-битный симметричный ключ и 2048-битный асимметричный ключ обеспечивают примерно одинаковый уровень безопасности.

Преимущества и практические ограничения

Симметричное шифрование очень быстрое и требует немного вычислительной мощности – идеально для защиты больших объемов данных. Такие страны, как США, используют Стандарт шифрования данных (AES) для шифрования засекреченной информации. Его главная слабость – это обмен ключами: все, кто нуждается в доступе к данным, должны получить один и тот же ключ, что создает риски безопасности.

Асимметричное шифрование элегантно решает проблему ключей. Вы можете делиться своим открытым ключом с кем угодно без риска. Компромисс заключается в том, что система медленнее и требует гораздо больше вычислительной мощности из-за более длинных ключей.

Где сегодня используются эти системы?

Симметричное шифрование доминирует, когда важна скорость – от архивов файловых серверов до шифрования данных на вашем компьютере. AES заменил устаревший стандарт шифрования данных (DES) 1970-х годов и теперь является стандартом для многих современных систем.

Асимметричное шифрование используется в сценариях с несколькими пользователями, особенно в зашифрованной электронной почте. Один человек шифрует сообщение с помощью открытого ключа получателя, и только получатель может расшифровать его с помощью своего закрытого ключа.

Большинство современных интернет-протоколов используют гибридные решения. Протоколы Transport Layer Security (TLS) комбинируют оба метода для безопасной веб-коммуникации – шифрование с использованием открытого ключа устанавливает безопасное соединение, после чего используется симметричное шифрование для быстрой передачи данных.

Как криптовалюты используют шифрование

Криптовалюты, такие как Биткойн, не используют полностью асимметричное шифрование для шифрования данных. Вместо этого они используют цифровые подписи, что является совершенно другим применением асимметричной криптографии.

Биткойн использует алгоритм цифровой подписи с эллиптическими кривыми (ECDSA), который подписывает транзакции, не шифруя их. Это важное отличие: цифровая подпись подтверждает, что что-то исходит из правильного источника, но не шифрует само сообщение. RSA является примером алгоритма, который может как шифровать, так и подписывать, но Биткойн выбрал чисто подписной протокол.

Криптокошельки используют как симметричное, так и асимметричное шифрование. Когда вы устанавливаете пароль для своего кошелька, файл доступа шифруется с помощью симметричного шифрования. Однако публичные и приватные ключи, которые вы используете для управления своими монетами, основаны на асимметричных принципах.

Заключение

Как симметричное, так и асимметричное шифрование критически важно для цифровой безопасности. Симметричное шифрование быстрое и удобное для защиты больших объемов данных, в то время как асимметричное шифрование решает проблему безопасного обмена ключами. На практике их часто комбинируют для достижения наилучших результатов. Поскольку криптография продолжает развиваться, чтобы противостоять новым угрозам, обе системы останутся основными для обеспечения безопасности конфиденциальной информации.