رمزگذاری داده در قلب امنیت اینترنتی
در قلب محافظت از اطلاعاتِ کامپیوترها و داده های فضای آنلاین، رمزگذاری قرار دارد. رمزگذاری یعنی استفاده از برخی قوانین و تنظیم کاراکتری شناخته شده به عنوان کلیدی برای تبدیل اطلاعاتی که فرد می خواهد ارسال کند به یک ترکیب ظاهراً بی معنی و درهم آمیخته. برای درک منظور فرستنده این ترکیب بی معنی را باید با استفاده از یک کلید رمزگشایی کرد. یکی از ساده ترین نمونه های رمزگذاری، رمزنگاری جانشینی (substitution cipher) است؛ جایی که هر حرفی با عدد جایگزین شده است. برای مثال 1 جایگزین A، 2 جایگزین B و غیره.
در این مثال، واژه «baobab» به «2 1 15 2 1 2» ترکیب می شود؛ کلید هم الفبایی است که هر حرفش با عدد جاگزین شده است. در عمل، قوانین به مراتب پیچیده تری به کار گرفته می شوند اما ایده کلی کمابیش بر طبق همین روال است.
در مثال ما، اگر یک کلید (یا رمز) بین همه طرف ها مشترک باشد، می گویند رمزگذاری متقارن است. پیش از اینکه ارتباط بتواند شروع شود، هر کسی باید کلید را در اختیار داشته باشد تا بتواند پیام های خود و پیام های بقیه را رمزگشایی کند. علاوه بر این، این کلید باید در قالبی رمزگذاری نشده انتقال داده شود (طرف های گیرنده هنوز چیزی ندارند تا با آن رمزگشایی اش کنند) و اگر چنین چیزی در فضای اینترنت رخ دهد، مجرمان سایبری ممکن است بتوانند مسیر آن را قطع کنند و بعد پیام هایی را که روزی قرار بود محرمانه باشد، بخوانند. برای فایق آمدن بر این مشکل، برخی الگوریتم های رمزگذاری از دو کلید استفاده می کنند: یک کلید خصوصی برای رمزگشایی و یک کلید عمومی برای رمزگذاری پیام ها. گیرنده هر دو را درست می کند. کلید خصوصی با هیچکس به اشتراک گذاشته نمی شود؛ پس نمی توان مسیر آن را قطع کرد.
دومی، یعنی همان کلید عمومی طوری طراحی شده است که هرکسی بتواند از آن برای رمزگذاری اطلاعات استفاده کند. اما بعد از آن، رمزگشایی داده نیازمند کلید خصوصی مربوطه است. به همین دلیل، هیچ ترسی در مورد ارسال کلید عمومی در قالب رمزگذاری نشده یا حتی اشتراک گذاری آن برای هرکسی در فضای اینترنت وجود ندارد. این نوع رمزگذاری را رمزگذاریِ نامتقارن می گویند. در سیستم های مدرن رمزگذاری، کلیدها معمولاً سری اعداد بسیار زیادی هستند و خود الگوریتم ها نیز بر مبنای عملکردهای ریاضیِ پیچیده (شامل همین اعداد) ساخته می شوند. افزون بر این، این عملیات ها طوری هستند که محال است بتوان معکوسشان کرد. بنابراین، کلید عمومی در کرک کردن رمز هیچ کاربردی نخواهد داشت.
کرک کوانتومی
با این حال معایبی هم وجود دارد. بگذارید دقیق بگوییم که الگوریتم های کریپتوگرافیک طوری طراحی شده اند که کرک کردن رمز را در مدت زمانی معقول، غیرممکن سازند. درست همینجاست که کامپیوترهای کوانتومی وارد میدان می شوند. آن ها می توانند در مقایسه با کامپیوترهای سنتی، اعداد را به مراتب سریع تر پردازش کنند. از این رو، مدت زمان غیرمنطقی ای که یک کامپیوتر سنتی برای کرک رمز نیاز دارد، می تواند برای یک کامپیوتر کوانتومی مدت زمانی بسیار منطقی باشد و اگر رمزی در برابر کرک کوانتومی آسیب پذیر باشد این کل نکته استفاده از رمز را نقض می کند.
محافظت در برابر کرک کوانتومی
اگر فکر رمزگشایی و سرقت داده ها توسط مجرمان مجهز به کامپیوتر کوانتومی لرزه به اندام تان می اندازد، باید بگوییم جای هیچ نگرانی نیست. متخصصان امنیت اطلاعات از همین الان دارند پرونده ها را مورد نظر و بررسی قرار می دهند. این روزها، چندین مکانیزم پایه ای وجود دارند که بشود با استفاده از آن ها از اطلاعات کاربری در مقابل مهاجمین محافظت کرد.
• الگوریتم های سنتی رمزگذاری مقاوم در برابر حملات کوانتومی
شاید باورش سخت باشد؛ اما ما همین الان هم از متودهای رمزگذاری ای استفاده می کنیم که می توانند در برابر کامپیوترهای کوانتومی از خود مقاومت نشان دهند. برای مثال، الگوریتم همه گیر AESکه از آن در مسنجرهای فوری مانند واتس اپ و سیگنال استفاده می شد، بسیار قوی است؛ کامپیوترهای کوانتومی شاید فرآیند کرک را تسریع بخشند؛ اما در نهایت قدرت این الگوریتم بر آن می چربد. آن ها همچنین تهدید مرگباری هم برای بسیاری از رمزهای متقارن نیستند؛ یعنی مجهز به یک کلید مشترک.
الگوریتم های ساخته شده برای محافظت در برابر حملات کوانتومی ریاضیدانان همین الانش هم در حال ساخت الگوریتم های رمزگذاری هستند که حتی قوی ترین فناوری های کوانتومی هم یارای کرک آن ها را ندارند. تا وقتی مجرمان سایبری بخواهند خود را به کامپیوترهای کوانتومی مجهز کنند، ابزارهای حافظت از داده هم خود را به جدیدترین تکنیک ها مجهز خواهند کرد.
رمزگذاری با چند متود در آن واحد
راه حل مناسبی که هم اکنون موجود است، رمزگذاری چند باره ی داده با استفاده از الگوریتم های مختلف است. حتی اگر مهاجمین یک کدام را کرک کنند، بعید است قادر باشند در کرک بقیه موفق شوند.
فناوری های کوانتومی که از خود بر علیه خود استفاده می شوند
استفاده از رمزهای متقارن –که کمتر در مقابل کرک کوانتومی آسیب پذیرند- می توانند با سیستم های توزیع کلید کوانتومی امن تر نیز شوند. چنین سیستم هایی محافظت در برابر هکرها را تضمین نمی دهند؛ اما اگر اطلاعات تان مسدود شد یا در آن دستکاری هایی صورت گرفت به شما خبر خواهند داد. بنابراین اگر کلید رمزگذاری در حین انتقال سرقت شود می شود می توان آن را دور انداخت و یکی دیگر را فرستاد. بله درست است، این نیازمند تجهیزات ویژه است؛ اما چنین تجهیزاتی همین الانش هم موجود است و برخی سازمان های دولتی و شرکت های خصوصی دارند از آن استفاده می کنند.
آخر قصه امنیت نیست
گرچه کامپیوترهای کوانتومی به نظر می آید قادر به کرک کردن رمزهایی باشند که کامپیوترهای سنتی در کرک کردنشان عاجزند اما دیگر قادر مطلق هم نیستند. همچنین، فناوری های امنیتی نیز دارند به طور چشمگیری پیشرفت می کنند و حالا حالاها به مهاجمین میدان نخواهند داد. رمزگذاری به عنوان یک مفهوم هرگز به شکست محکوم نخواهد شد؛ در عوض برخی الگوریتم ها رفته رفته جایگزین الگوریتم های دیگر خواهند شد که بسیار هم خبر خوبی است. در حقیقت، این روند گذار همین الان نیز در حال رخ دادن است زیرا همانطور که پیشتر گفتیم روند رشد نمی تواند در جا بزند. در نتیجه، ضرری ندارد اگر هر از چندگاهی چک کنیم ببینیم سرویسی خاص از چه الگوریتم رمزگذاری استفاده می کند و آیا الگوریتم منسوخ شده (یعنی به کرک آسیب پذیری نشان می دهد) یا نه. در مورد داده های بسیار ارزشمند که برای ذخیره سازی بلندمدت در نظر گرفته شده اند، شاید عاقلانه تر این باشد که همین الان رمزگذاری را شروع کنید، طوریکه انگار عصر کامپیوترهای کوانتومی از خیلی وقت پیش شروع شده است.
منبع: کسپرسکی آنلاین