Proces przekształcania danych w taki sposób, aby były nieczytelne dla osób nieuprawnionych, to właśnie szyfrowanie. Stosuje się je w komunikacji elektronicznej, przechowywaniu danych czy płatnościach online. Chroni przed nieautoryzowanym dostępem, który mógłby skończyć się np. wyciekiem poufnych informacji.

 

W praktyce wykorzystuje się dwie metody szyfrowania danych: symetryczną i asymetryczną.

 

Szyfrowanie symetryczne

 

Szyfrowanie symetryczne wykorzystuje jeden klucz do szyfrowania i deszyfrowania danych. Oznacza to, że nadawca i odbiorca muszą posiadać ten sam klucz symetryczny, którego przekazanie wymaga bezpiecznego kanału do jego wymiany.

 

Do szyfrowania symetrycznego używa się głównie algorytmu AES (Advanced Encryption Standard), który działa na 128-bitowych blokach i wspiera klucze o długości 128, 192 i 256 bitów. Im dłuższy klucz, tym trudniej jest go złamać – wiąże się to z większą liczbą kombinacji. W konsekwencji dłuższe klucze są bardziej odporne na ataki.

 

Szyfrowanie asymetryczne

 

Szyfrowanie asymetryczne używa z kolei dwóch różnych, ale matematycznie powiązanych kluczy: publicznego i prywatnego. Pierwszy z nich służy do szyfrowania danych i może być swobodnie udostępniany. Drugi natomiast jest używany do deszyfrowania i musi być ściśle chroniony. Taka para tworzy klucz asymetryczny.

 

W szyfrowaniu asymetrycznym używa się algorytmów matematycznych trudnych do odwrócenia bez znajomości klucza prywatnego. Zwykle stosuje się trzy grupy algorytmów: RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ElGamal oraz ECC (Elliptic Curve Cryptography).

   

Szyfry symetryczne wykorzystuje się w sytuacjach wymagających efektywnego przetwarzania dużych ilości danych, takich jak:

 

• szyfrowanie danych w spoczynku,


• szyfrowanie komunikacji w sieciach lokalnych,


• szyfrowanie plików i dokumentów.

 

Po tę metodę sięga się tam, gdzie istotne są niskie koszty wdrożenia i przewidywalne zużycie zasobów. Przykładem szyfrowania symetrycznego może być transmisja danych w sieciach VPN lub zabezpieczenie dysków za pomocą funkcji BitLocker.

 

Szyfrowanie asymetryczne natomiast stosuje się tam, gdzie najważniejsze jest zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Są to m.in.:

 

• certyfikaty SSL/TSL,


• podpisy cyfrowe,


• uwierzytelnianie użytkowników,


• komunikacja.

 

Szyfrowanie asymetryczne pozwala zapewnić wysoki poziom zaufania i bezpieczeństwa wymiany informacji nawet w środowiskach, które nie są w pełni kontrolowane przez organizację.

   

Rozważając wybór szyfrowania, warto zestawić wady i zalety obu rozwiązań z potrzebami i możliwościami organizacji.

 

Wady i zalety szyfrowania symetrycznego

 

Zaletami szyfrowania symetrycznego są:

 

• Wysoka wydajność – algorytmy takie jak AES są zoptymalizowane pod kątem wydajności, dzięki czemu dobrze sprawdzają się przy szyfrowaniu dużych zbiorów danych.


• Niskie zużycie zasobów – obciążenie procesora i pamięci jest niższe niż przy metodach asymetrycznych.


• Prosta implementacja – wdrożenie w środowiskach sprzętowych i programowych nie jest zbyt skomplikowane.

 

Wady szyfrowania symetrycznego:

 

• Problem dystrybucji kluczy – bezpieczne przekazanie kluczy między urządzeniami może stanowić wyzwanie, a ich przechwycenie daje możliwość odczytania wiadomości.


• Brak skalowalności – w dużych systemach liczba wymaganych unikalnych kluczy rośnie wykładniczo wraz z liczbą użytkowników.


• Ograniczone możliwości uwierzytelniania – zapewnienie integralności i autentyczności danych bez dodatkowych mechanizmów może sprawiać trudności.


• Ograniczone możliwości uwierzytelniania – zapewnienie integralności i autentyczności danych bez dodatkowych mechanizmów może sprawiać trudności.

 

Szyfrowanie symetryczne, choć prostsze i mniej skuteczne, w niektórych obszarach wciąż jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem.

 

Wady i zalety szyfrowania asymetrycznego

 

Zaletami szyfrowania asymetrycznego są:

 

• Bezpieczna dystrybucja kluczy – możliwość publicznego udostępnienia klucza szyfrującego bez ryzyka kompromitacji danych.


• Uwierzytelnienie i integralność – możliwa jest weryfikacja tożsamości nadawcy oraz zapewnienie, że dane nie zostały zmodyfikowane podczas transmisji.


• Skalowalność – lepsze dopasowanie do systemów z dużą liczbą użytkowników dzięki eliminacji potrzeby przechowywania wielu kluczy symetrycznych.

 

Wady szyfrowania asymetrycznego:

 

• Niższa wydajność – procesy szyfrowania i deszyfrowania pochłaniają więcej zasobów i są wolniejsze w porównaniu do metod symetrycznych.


• Złożona implementacja – wymaga stosowania infrastruktury klucza publicznego (PKI), co wiąże się z dodatkowymi kosztami i koniecznością zarządzania cyklem życia certyfikatów.

 

Szyfrowanie asymetryczne zapewnia lepszą ochronę, ale nie jest tak uniwersalne i elastyczne.

   

Rozwój komputerów kwantowych stawia pod znakiem zapytania skuteczność obecnych metod szyfrowania. Algorytmy takie, jak RSA czy ECC, mogą zostać złamane przez algorytm Shora, który umożliwia efektywne rozwiązanie problemów faktoryzacji liczb pierwszych i logarytmu dyskretnego na krzywych eliptycznych. Oznacza to, że dane zabezpieczone tymi metodami mogą stać się podatne na odszyfrowanie w przyszłości, gdy technologia kwantowa osiągnie odpowiedni poziom zaawansowania.

 

Paradoksalnie symetryczne metody szyfrowania, takie jak AES, są bardziej odporne na ataki kwantowe. Zapewnienie odpowiedniej długości kluczy znacząco utrudnia skuteczne złamanie szyfru, przynajmniej do czasu, póki będzie ona większa niż liczba bitów, które komputer kwantowy może rozłożyć i złamać.

   

Nasze rozwiązania z zakresu cyberbezpieczeństwa zapewniają ochronę infrastruktury IT, danych i komunikacji przed różnorodnymi zagrożeniami cyfrowymi. Proponujemy również usługi doradcze w obszarze IT security – możemy zaprojektować architekturę i dobrać odpowiednie rozwiązania dla Klienta. Dzięki temu, zarówno pracownicy firmy, jak i cały system, są chronieni m.in. przed złośliwym oprogramowaniem czy atakami brute force, przy pomocy których cyberprzestępcy mogliby próbować uzyskać dostęp do ich kluczy szyfrujących.