Advanced Encryption Standard to metoda szyfrowania symetrycznego, która cieszy się największą popularnością. Korzystają z niej prywatne firmy i instytucje z sektora publicznego na całym świecie. Jej najmocniejszy wariant, AES-256, jest uznawany za rozwiązanie, które przez pewien czas będzie się opierało nawet metodom dekryptażu wykorzystującym możliwości komputerów kwantowych. W tym artykule wyjaśniamy, jak działa szyfrowanie AES, gdzie znajduje zastosowanie i dlaczego wciąż jest wiodącym rozwiązaniem.
Czym jest Advanced Encryption Standard (AES) i jak działa?
Szacunkowa wartość rynku oprogramowania szyfrującego w 2025 roku to 20,35 mld dolarów. Zakłada się, że do 2030 roku wyniesie ona do 43,85 mld, rosnąc w tempie 16,6% rocznie. Wzrost ten wynika m.in. ze zwiększającej się aktywności cyberprzestępców. Jak podaje firma Check Point Software Technologies, w trzecim kwartale 2024 roku odnotowano wzrost liczby cyberataków w porównaniu do Q3 2023 roku na poziomie 75%. Jedną z odpowiedzi na narastające wyzwania jest szyfrowanie AES.
Advanced Encryption Standard (AES) to algorytm szyfrowania blokowego, który od 2001 roku stanowi oficjalny standard szyfrowania danych elektronicznych w Stanach Zjednoczonych (zastąpił przestarzały algorytm DES). Został opracowany przez belgijskich kryptografów, Joana Daemena i Vincenta Rijmena i stanowi część rodziny szyfrów Rijndael.
AES to algorytm klucza symetrycznego, co oznacza, że ten sam klucz jest używany do szyfrowania i odszyfrowywania danych.
Algorytm AES operuje na blokach danych o stałej długości 128 bitów. Wykorzystuje klucze o długości 128, 192 lub 256 bitów. W zależności od długości klucza algorytm wykonuje odpowiednio 10, 12 lub 14 rund transformacji. Każda z nich składa się z czterech głównych operacji:
- SubBytes (substytucja bitów) - polega na zastosowaniu tabeli substytucji do zmiany bajtów na inne bajty,
- ShiftRows (przesunięcie wierszy) - to przesunięcie wierszy w bloku danych o wybraną liczbę pozycji,
- MixColumns (mieszanie kolumn) - ma na celu rozprzestrzenianie danych w obrębie bloku,
- AddRoundKey (dodanie klucza rundy) - polega na połączeniu każdego bajta stanu z bajtem klucza rundy.
Wyjątkiem jest ostatnia runda, która nie zawiera kroku MixColumns.
Istotną cechą AES jest jego struktura oparta na sieci substytucji i permutacji. Oznacza to, że dane są wielokrotnie przekształcane w sposób nieliniowy i rozpraszający. Dzięki temu nawet niewielkie zmiany w danych wejściowych lub kluczu prowadzą do poważnych zmian w danych wyjściowych. W znacznym stopniu utrudnia to analizę kryptograficzną.
Dlaczego AES pozostaje dominującym standardem szyfrowania?
Advanced Encryption Standard (AES) utrzymuje swoją pozycję jako wiodąca metoda szyfrowania, ponieważ łączy wysoki poziom bezpieczeństwa oraz efektywności z szeroką akceptacją w różnych sektorach.
Dzięki zastosowaniu długich kluczy i wielu rund transformacji danych odszyfrowanie ich jest trudne nawet przy pomocy zaawansowanych technik kryptograficznych, takich jak biclique attack. AES jest też wysoce odporny na ataki typu brute force – dla AES-128 liczba możliwych kluczy wynosi 2128, czyli 3,4 x 1038 różnych kombinacji. W przypadku AES-256 z możliwą liczbą 2256 kluczy złamanie algorytmu jest praktycznie niemożliwe przy obecnym poziome technologicznym.
Bezpieczeństwo AES zostało wielokrotnie potwierdzone przez niezależne analizy kryptograficzne. Znane próby ataków, takie jak:
- side-channel attack (wykorzystuje analizę niezamierzonych wycieków informacji podczas normalnego działania systemów),
- biclique cryptanalysis (polega na poszukiwaniu podgrafów, zwanych biklikami, aby znaleźć klucz),
- differential i linear cryptanalysis (dotyczy przekształcenia lub dekodowania komunikatów z nieczytelnego formatu do czytelnego, bez klucza dostępu),
wymagają ogromnych nakładów mocy obliczeniowej i nie są wykonalne w warunkach rzeczywistych.
Algorytm cechuje się również wysoką efektywnością, która wynika z jego struktury opartej na prostych, deterministycznych operacjach. Współczesne układy CPU i mikroprocesory często oferują dla niego natywne wsparcie, co jeszcze bardziej przyspiesza szyfrowanie i deszyfrowanie danych bez kompromisów w kwestii bezpieczeństwa.
Zastosowania AES w praktyce
Advanced Encryption Standard znajduje szerokie zastosowanie w różnych sektorach gospodarki ze względu na uniwersalność, wydajność i wysoki poziom bezpieczeństwa.
Przykłady zastosowań szyfrowania AES to m.in.:
- Sieci Wi-Fi – AES jest integralną częścią protokołów WPA2 i WPA3, które są wykorzystywane do szyfrowania danych przesyłanych w sieciach bezprzewodowych.
- Szyfrowanie dysków i plików – narzędzia takie jak BitLocker czy FileVault wykorzystują AES do ochrony danych przechowywanych na dyskach twardych i nośnikach zewnętrznych.
- Wirtualne sieci prywatne (VPN) – AES jest powszechnie stosowany w protokołach VPN do zabezpieczania transmisji między użytkownikiem a siecią.
- Zabezpieczanie komunikacji – protokół TLS wykorzystywany w HTTPS używa AES do szyfrowania danych przesyłanych między przeglądarką a serwerem.
- Dane przechowywane w chmurze – usługi, takie jak Google Cloud czy AWS, stosują AES do szyfrowania przechowywanych danych.
Powszechna akceptacja AES wynika z jego otwartości, braku ograniczeń licencyjnych oraz szerokiego wsparcia przez różne technologie. Jego standard został zatwierdzony przez National Institute of Standards and Technology (NIST) oraz cieszy się zaufaniem sektora publicznego i prywatnego.
Bezpieczeństwo danych – kluczowe wyzwanie dla firm
Według raportu KPMG, 83% polskich firm w 2024 roku doświadczyło przynajmniej jednego incydentu cyberbezpieczeństwa. Jako kluczowe zagrożenie najczęściej wskazywany był wyciek danych spowodowany złośliwym oprogramowaniem. Zastosowanie zaawansowanych metod szyfrowania, takich jak algorytm AES, staje się więc nieodzowne w obliczu narastających wyzwań. Konieczne jest zabezpieczanie danych, zarówno w spoczynku, jak i tranzycie, bowiem ich naruszenie może prowadzić do poważnych konsekwencji finansowych, wizerunkowych i prawnych.
W ramach usługi Netia Data Protection firma może zagwarantować sobie pełne bezpieczeństwo danych dzięki tworzeniu kopii zapasowych. Wówczas nawet po ich utracie możliwe jest szybkie przywrócenie backupu i wznowienie działalności. Wiele usług Netii (np. Netia Managed UTM, Netia Managed WAF czy Netia Ochrona Poczty) działa według tego klucza i wspiera szyfrowanie danych.
Formularz kontaktowy
Zostaw swoje dane kontaktowe, a nasz przedstawiciel handlowy
wkrótce skontaktuje się z Tobą
Formularz kontaktowy
Zostaw swoje dane kontaktowe, a nasz przedstawiciel handlowy
wkrótce skontaktuje się z Tobą
Inne formy kontaktu
-
Infolinia dla nowych klientów
(Codziennie 8:00 - 18:00) +48 22 35 81 550 -
Obsługa klienta i wsparcie techniczne
(Dostępne 24/7) 801 801 999
biznes@netia.pl -
Adres korespondencyjny Netia S.A.
skr. pocztowa nr 597
40-950 Katowice S105