Kryptografija: Nuo senovinių šifrų iki blockchain. Išsami informacijos saugumo vadovas skaitmeniniame pasaulyje

Ar kada nors susimąstėte, kaip jūsų žinutės pranešimuose išlieka privatūs? Arba kaip internetinė parduotuvė žino, kad tai jūs atliekate mokėjimą, o ne sukčius? Visa tai paremta nematomu, bet galingu jėga – kriptografija. Šiandieniniame pasaulyje, persismelktame skaitmeninėmis technologijomis, nuo saugaus internetinio bankininkavimo iki privatumo korespondencijoje ir net veikimo kriptovaliutomis, kriptografija atlieka pagrindinį vaidmenį. Šis straipsnis yra jūsų išsamus vadovas į kriptografijos pasaulį: mes paprastai išaiškinsime jos esmę, pažvelgsime į jos istoriją, išnagrinėsime metodus ir algoritmus, apžvelgsime šiuolaikines programas, sužinosime apie plėtrą Rusijoje ir pasaulyje, ir netgi aptarsime karjerą šioje įdomioje srityje.

Kas yra kriptografija paprastais žodžiais

Kriptografija nėra tik šifravimas; tai visa mokslinė sritis, užtikrinanti konfidencialumą, duomenų vientisumą, autentifikavimą ir neatsisakymą. Pažvelkime į tai artimiau.

Kriptografijos esmė ir reikšmė

Įsivaizduokite, kad turite slaptažinutę, kuri turi būti perduota draugui taip, kad niekas kitas negalėtų jos perskaityti. Jūs galite sukurti savo „ciferį“, pavyzdžiui, pakeisdami kiekvieną raidę sekančia abėcėlės raide. Tai yra paprastas kriptografijos pavyzdys.

Kalbant formaliau, kriptografija (iš senovės graikų κρυπτός — paslėptas ir γράφω — rašyti) yra mokslas apie duomenų saugumo užtikrinimo metodus jų transformavimo būdu.

Pagrindiniai kriptografijos tikslai:

• Konfidencialumas: Užtikrinimas, kad informacija yra prieinama tik įgaliotiems asmenims. Niekas kitas neturėtų perskaityti jūsų šifruotos žinutės.
• Duomenų vientisumas: Užtikrinimas, kad informacija nebuvo pakeista (nei atsitiktinai, nei sąmoningai) perdavimo ar saugojimo metu.
• Autentifikavimas: Duomenų šaltinio ar vartotojo autentiškumo patvirtinimas. Kaip užtikrinti, kad žinutė atėjo iš jūsų draugo, o ne iš išpuolikų?
• Neatsisakymas autoriaus (Neatsisakymas): Užtikrinimas, kad siuntėjas vėliau negalės paneigti, kad išsiuntė žinutę arba atliko sandorį.

Kriptografijos svarba šiuolaikiniame pasaulyje yra milžiniška. Be jos, saugios finansinės operacijos, saugios valstybės ir įmonių komunikacijos, asmeninės korespondencijos privatumas ir net tokių inovatyvių technologijų, kaip blokų grandinė, protingi sutarčių ir kriptovaliutos (pavyzdžiui, bitcoin).

Kur ir kodėl ji naudojama

Kriptografija mus supa visur, dažnai dirbdama nepastebimai:

• Saugūs svetainės (HTTPS): Spynos simbolis naršyklės adresų juostoje reiškia, kad jūsų ryšys su svetaine yra saugus naudojant kriptografinius protokolus (TLS/SSL), šifruojant duomenis tarp jūsų ir serverio (prisijungimo, slaptažodžiai, kortelės duomenys).
  
• Pranešimai: Tokios programos kaip Signal, WhatsApp ir Telegram leidžia šifruoti žinutes, taip kad tik jūs ir jūsų korespondentas galėtumėte perskaityti pokalbį.
  
• El. paštas: PGP arba S/MIME protokolai leidžia šifruoti žinutes ir įdėti skaitmenines parašus.
  
• „Wi-Fi“ tinklai: WPA2/WPA3 protokolai naudoja kriptografiją, kad apsaugotų jūsų namų ar korporatinį belaidį tinklą nuo neteisėtos prieigos.
  
• Banko kortelės: Kortečių lustai (EMV) naudoja kriptografinius algoritmus kortelės autentiškumui ir sandorio apsaugai.
  
• Internetinis bankininkavimas ir mokėjimai: Visos operacijos yra apsaugotos daugiapakopėmis kriptografinėmis sistemomis.
  
• Skaitmeninė parašas: Naudojamas patvirtinti dokumentų autentiškumą ir autorystę.
  
• Kriptovaliutos: Blokų grandinė, daugumos kriptovaliutomis, aktyviai naudoja kriptografinius šifravimo funkcijas ir skaitmenines parašus, kad užtikrintų sandorių saugumą, skaidrumą ir nekintamumą. Suprasti kriptografijos pagrindus padeda geriau naršyti skaitmeninių turtų pasaulyje.
  
• Duomenų apsauga: Kietųjų diskų, duomenų bazių, archyvų šifravimas, siekiant užkirsti kelią informacijos nutekėjimui.
  
• VPN (Virtuali Privati Tinklas): Interneto eismo šifravimas, siekiant užtikrinti anonimiškumą ir saugumą jungiantis per viešas tinklus.
  
  

Kriptografija ir šifravimas: koks skirtumas

Nors šie terminai dažnai naudojami kaip sinonimai, tai nėra visiškai tikslu.

• Šifravimas: Tai yra procesas paverčiant skaitomą informaciją (aiški tekstas) į neskaitytiną formatą (šifruotas tekstas) naudojant konkretų algoritmą ir raktą. Dešifravimas yra atvirkštinis procesas.
• Kriptografija: Tai yra platesnė mokslinė sritis, kuri apima ne tik šifravimo algoritmų kūrimo ir analizės procesus, bet ir:
• Kryptanalizė: Mokslas apie metodus, kaip laužti ciferius.
• Protokolai: Saugiai sąveikai užtikrinti (pvz., TLS/SSL, rakto keitimo protokolai).
• Raktų valdymas: Saugus kriptografinių raktų kūrimas, platinimas, saugojimas ir anuliavimas.
• Maišymo funkcijos: Kuriant „skaitmeninius pirštų atspaudus“ duomenims patikrinti.
• Skaitmeniniai parašai: Metodai autentiškumui ir vientisumui patvirtinti.

Taigi, šifravimas yra viena iš svarbiausių kriptografijos priemonių, bet ne visa kriptografija apribota šifravimu.

Kriptografijos istorija

Kriptografijos kelias nusidriekia tūkstantmečius – nuo paprastų raidžių permutacijų iki sudėtingiausių matematikos algoritmų, kurie sudaro šiuolaikinės skaitmeninės saugumo pagrindą.

Trumpas apžvalga nuo antikos iki šių dienų

Senovės pasaulis: Žinomiausi šifravimo pavyzdžiai datuojami senovės Egiptu (apie 1900 m. pr. m. e.), kur buvo naudojami nestandartiniai hieroglifai. Senovės Spartoje (5 a. pr. m. e.) buvo taikomas scytale – tam tikro skersmens lazdelė, aplink kurią buvo apsukta pergamento juosta; žinutė buvo parašyta palei lazdelę, ir išvyniojus juostą, raidės pasirodė kaip chaotiškas rinkinys. Ją buvo galima perskaityti tik apvyniojant juostą aplink tokio pat skersmens scytale.

Antika ir viduramžiai: Žinomas Cezario šifras (1 a. pr. m. e.) – paprastas raidžių poslinkis pagal fiksuotą pozicijų skaičių. Arabų mokslininkai (pavyzdžiui, Al-Kindi, 9 a. po m. e.) padarė svarbų indėlį, plėtodami dažnių analizę – metodą, skirtą laužti paprastus pakaitinius šifrus skaičiuojant raidžių dažnį šifruotame tekste. Europoje populiarėjo polialfabetiniai šifrai, tokie kaip Vigenère šifras (16 a.) ir ilgai buvo laikomi nesulaužomais (“le chiffre indéchiffrable”).

Šiuolaikinė era ir Pirmasis pasaulinis karas: Telegrapho vystymasis paskatino sudėtingesnių ciferų kūrimą. Pirmojo pasaulinio karo metu kriptografija suvaidino svarbų vaidmenį; pavyzdžiui, britų kriptanalitikų sulaužymas Zimmermanno telegrama buvo vienas iš faktorių, lemiančių JAV įsijungimą į karą.

Antrasis pasaulinis karas: Šis laikotarpis tapo mechaninės kriptografijos auksine amžiumi. Vokiečių šifravimo mašina “Enigma” ir jos sulaužymas sąjungininkų (pirmiausiai lenkų ir britų matematikų, įskaitant Alaną Turingą Bletchley parke) padarė didelę įtaką karo eigai. Japonai naudojo “Purple” mašiną, kuri taip pat buvo sulaužyta amerikiečių.

Kompiuterių era: Kompiuterių atsiradimas iš esmės pakeitė šią sritį. 1949 m. Claude Shannon paskelbė dokumentą „Slaptojų sistemų komunikacijos teorija“, kuris padėjo sukurti šiuolaikinės kriptografijos teorinius pagrindus. 1970-aisiais buvo sukurtas DES (Duomenų šifravimo standartas). – pirmasis plačiai priimtas simetrinio šifravimo standartas. 1976 m. Whitfield Diffie ir Martin Hellman pasiūlė revoliucinę koncepciją viešojo rakto kriptografijos, ir greitai atsirado algoritmas RSA (Rivest, Shamir, Adleman), kuris vis dar plačiai naudojamas.

Ikoninės praeities ciferiai

Klajojo: Perkėlimų šifravimo pavyzdys. Paslaptis yra lazdelės skersmuo. Lengvai pasiekiamas bandomuoju būdu.

Cezario šifras: Paprastas pakaitinis šifras su poslinkiu. Rakto yra poslinkio kiekis (iš viso 32 variantai rusų abėcėlėje). Jis sulaužomas per jėgą arba dažnio analizę.

Vigenère šifras: Polialfabetinis šifras, naudojantis raktą kiekviename žingsnyje. Žymiai atsparūs paprastai dažnio analizei. Jį sulaužė Charles Babbage ir Friedrich Kasiski 19 amžiuje.

Enigma mašina: Elektromechaninis prietaisas su rotorais, jungčių lenta ir reflektoriu. Sukūrė labai sudėtingą polialfabetinį šifrą, kuris keitėsi su kiekviena raide. Jo sulaužymas reikalavo didelių skaičiavimo (tuo metu) ir intelektinių pastangų.

Pereinant prie skaitmeninės kriptografijos

Pagrindinis skirtumas tarp skaitmeninės kriptografijos ir klasikinės kriptografijos yra matematikos ir skaičiavimo galios naudojimas. Vietoj mechaninių prietaisų ir rankinių manipuliacijų, atėjo sudėtingi algoritmai, pagrįsti skaičių teorija, algebros ir tikimybių teorija. Pagrindiniai šios transformacijos taškai:

Formalizavimas: Shannono darbas suteikė kriptografijai griežtus matematikos pagrindus.

Standartizavimas: Standartų (DES, vėliau AES) atsiradimas leido užtikrinti suderinamumą ir plačią šifravimo įgyvendinimą.

Asimetrinė kriptografija: Viešojo rakto koncepcija išsprendė esminę problemą, kaip saugiai perduoti slaptus raktus simetriniam šifravimui nesaugiais kanalais. Tai atvėrė kelią saugiam elektroniniam komercijai, skaitmeniniams parašams ir saugiems protokolams, tokiems kaip SSL/TLS.

Apskaičiavimo galios padidėjimas: Leido naudoti vis sudėtingesnius ir atsparius algoritmus, tačiau tuo pačiu sukūrė grėsmę senesniems šiframs.

3. Kriptografijos metodai ir algoritmai

Šiuolaikinė kriptografija remiasi sudėtingais matematiniais algoritmais. Jie gali būti skirstomi į kelias pagrindines kategorijas.

Simetrinė ir asimetrinė kriptografija

Tai dvi pagrindinės šifravimo požiūriai:

Kaip jie veikia kartu? Dažnai taikomas hibridinis požiūris: asimetrinė kriptografija taikoma slapto rakto saugiam perdavimui, o tada šis raktas naudojamas greitam pagrindinių duomenų apimties šifravimui su simetriniu algoritmu. Taip veikia HTTPS/TLS.

Pagrindiniai algoritmai

Be jau paminėtų, svarbu žinoti apie maišymo funkcijas:

Kriptografinės maišymo funkcijos

Tai matematinės funkcijos, kurios konvertuoja įvesties duomenis bet kokio ilgio į išvesties eilutę, kurios ilgis yra fiksuotas (maišas, maišo suma, „skaitmeninis pirštų atspaudas“). Savybės:

• Vienpusis: Iš maišo praktiškai neįmanoma atkurti pradinės informacijos.
• Deterministiškumas: Ta pati įvestis visada suteikia tą patį maišą.
• Atsparumas kolizijoms: Iš maišo praktiškai neįmanoma rasti dviejų skirtingų įvesties duomenų rinkinių, kurie duotų tą patį maišą (pirmo tipo – žinant duomenis ir maišą, negalima rasti kitų duomenų, turinčių tą patį maišą; antro tipo – negalima rasti dviejų skirtingų duomenų rinkinių su tuo pačiu maišu).
• Avalanche efektas: Mažiausias pokytis įvesties duomenyse sukelia radikalų pokytį maiše.
• Programos: Duomenų vientisumo patikrinimas (parsisiuntėte failą – palyginkite jo maišą su paskelbtu), slaptažodžių saugojimas (saugomi ne patys slaptažodžiai, o jų maišai), skaitmeniniai parašai (dokumentų maišas yra pasirašomas), blokų grandinės technologija (blokų susiejimas, piniginių adresai).
• Algoritmų pavyzdžiai: MD5 (pasenęs, nesaugus), SHA-1 (pasenęs, nesaugus), SHA-2 (SHA-256, SHA-512) – plačiai naudojamas, SHA-3 – naujas standartas, GOST R 34.11-2012 (“Streibog”) – Rusijos standartas.

Kvantinė kriptografija ir jos perspektyvos

Galingų kvantinių kompiuterių atsiradimas kelia rimtą grėsmę daugumai šiuolaikinių asimetrinių algoritmų (RSA, ECC), pagrįstų didelių skaičių faktorizavimo arba diskretinių logaritmų skaičiavimo sunkumais. Šoro algoritmas, vykdomas kvantiniame kompiuteryje, galės jas sulaužyti per protingą laiką.

Atsakydamas dvi kryptys:

Po-Kvantinė Kriptografija (Po-Kvantinė Kriptografija, PQC): Naujų kriptografinių algoritmų (ir simetrinių, ir asimetrinių) kūrimas, kuris bus atsparus tiek klasikinėms, tiek kvantinėms kompiuterių atakoms. Šie algoritmai grindžiami kitų sudėtingų matematikos problemų (pvz., ant grafų, kodų, maišų, daugiamatinių lygtimis). Aktyviai vyksta standartizavimo procesas (pvz., NIST konkurse JAV).

Kvantinė kriptografija: Naudoja kvantinės mechanikos principus ne skaičiavimams, o informacijos apsaugai.

Kvantinė rakto distribucija (QKD): Leidžia dviem šalims sukurti bendrą slapto rakto, o bet kokia bandymai perimti raktą neišvengiamai pakeis perduodamų dalelių (fotonų) kvantinę būseną ir bus aptikti. Tai nėra šifravimas savaime, bet metodas, užtikrinantis klasikinių simetrinio šifravimo raktų saugų perdavimą. QKD technologijos jau egzistuoja ir yra įgyvendinamos pilotiniuose projektuose.

Kvantinės kriptografijos ir PQC perspektyvos yra milžiniškos, nes užtikrins duomenų saugumą ateityje kvantinių kompiuterių eroje.

Kriptografija ir steganografija

Tai dvi skirtingos informacijos slėpimo technikos:

Kriptografija: Slėpia žinutės turinį, padarydama ją neskaitytiną be rakto. Paprastas šifruotos žinutės perdavimo akto nėra paslėptas. Steganografija (iš senovės graikų στεγανός — paslėptas + γράφω — aš rašau):

Steganography (from ancient Greek στεγανός — hidden + γράφω — I write): Slėpia yra paties slapto pranešimo buvimas. Žinutė yra paslėpta kitoje, atrodydavo nekaltai atrodantiame objekte (konteineryje), pavyzdžiui, viduje paveikslėlio, garso failo, vaizdo ar net teksto. of a secret message. The message is hidden within another, innocuous-looking object (container), for example, inside an image, audio file, video, or even text.

Kriptografija ir steganografija gali būti naudojamos kartu: pirmiausia slaptažinutė yra šifruojama, o vėliau paslėpta konteineryje naudojant steganografiją. Tai suteikia dvi apsaugos lygius.

Šiuolaikinės kriptografijos programos

Kriptografija tapo integralia skaitmeninės infrastruktūros dalimi, užtikrinančia saugumą įvairiose srityse.

Kriptografija internete ir pranešimuose

TLS/SSL (Transport Layer Security / Secure Sockets Layer)

Saugus internetas (HTTPS) pagrindas. Kai matote https:// ir užrakto ikoną naršyklėje, tai reiškia, kad TLS/SSL veikia:

1. Autentifikavimas serverį (patvirtinamas jo sertifikatas).
2. Užtikrinamas saugus kanalas per raktų keitimą (dažnai naudojant asimetrinę kriptografiją, tokią kaip RSA arba ECC).
3. Visas eismas tarp jūsų naršyklės ir serverio šifruojamas (naudojant greitus simetrinius algoritmus, tokius kaip AES), užtikrinant prisijungimų, slaptažodžių, kredito kortelės informacijos ir kitų konfidencialių duomenų apsaugą.

End-to-End šifravimas (E2EE)

Naudojama saugiuose pranešimuose (Signal, WhatsApp, Threema, iš dalies Telegram). Žinutės yra šifruojamos siuntėjo įrenginyje ir gali būti dešifruojamos tik gavėjo įrenginyje. Net pranešimo teikėjo serveris negali perskaityti žinučių turinio. Paprastai įgyvendinama naudojant asimetrinius ir simetrinius algoritmus.

DNS per HTTPS (DoH) / DNS per TLS (DoT)

DNS užklausų šifravimas, siekiant paslėpti nuo tiekėjo ar išorinių stebėtojų, kokias svetaines lankote.

Saugus el. paštas (PGP, S/MIME)

Leidžia šifruoti el. pašto turinį ir naudoti skaitmeninius parašus siuntėjo autentifikavimui ir vientisumo patvirtinimui.

Elektroninis parašas, banko saugumas

Elektroninis (skaitmeninis) parašas (ES/DS)

Kriptografinis mechanizmas, leidžiantis jums patvirtinti autoriaus teises ir elektroninio dokumento vientisumą.

Kaip tai veikia: Dokumento maišas yra sukuriamas, kuris tada yra šifruojamas siuntėjo privataus rakto. Gavėjas, naudodamas siuntėjo viešą rakto, dešifruoja maišą ir lygina jį su maišu, kurį jis pats apskaičiavo iš gauto dokumento. Jei maišai sutampa, tai įrodo, kad dokumentą pasirašė privataus rakto savininkas ir jis nebuvo pakeistas po pasirašymo.

Programos: Teisiškai reikšmingų dokumentų srautas, teikiant ataskaitas vyriausybinėms įstaigoms, dalyvaujant elektroniniuose aukcionuose, patvirtinant sandorius.

Banko saugumas: Kriptografija yra visur čia:

Internetinis bankininkavimas: Sesijos apsauga per TLS/SSL, kliento duomenų bazės šifravimas, daugiapakopės autentifikacijos naudojimas su kriptografiniais elementais (pvz., vienkartiniai slaptažodžiai).

Banko kortelės (EMV): Kortelės lustas turi kriptografinius raktus ir atlieka operacijas kortelės autentiškumui su terminalu ir banku patvirtinti, užkertant kelią kortelės klonavimui.

Mokėjimo sistemos (Visa, Mastercard, Mir): Naudojama sudėtingų kriptografinių protokolų sandorio autorizavimui ir duomenų apsaugai.

ATM (ATM): Šifruojant ryšį su apdorojimo centru, apsaugant PIN kodus (PIN blokas yra šifruojamas).

Sandorių saugumas: Kriptografijos svarba ypač didelė, kai kalbama apie skaitmeninius turtus. Kriptovaliutų prekybos platformos privalo užtikrinti aukščiausią apsaugos lygį lėšoms ir vartotojų duomenims, naudodamos pažangius kriptografinius metodus, kad apsaugotų pinigines, sandorius ir vartotojų paskyras. Užtikrinkite, kad pasirinkta platforma atitiktų šiuolaikinius saugumo standartus.

Kriptografija verslo ir valstybės struktūrose

Įmonių duomenų apsauga: Slaptojų duomenų bazių, dokumentų, archyvų šifravimas tiek jų saugojimo, tiek perdavimo metu. Tai padeda užkirsti kelią žalai dėl duomenų nutekėjimo ir atitikti teisinius reikalavimus (pvz., GDPR, Federalinis įstatymas-152 „Dėl asmens duomenų“).

Saugios komunikacijos: Naudojant VPN, siekiant saugiai nuotoliniu būdu pasiekti įmonių tinklą, šifruojant įmonių el. paštą ir momentinių pranešimų siuntimą.

Saugus dokumentų valdymas: Įgyvendinant elektroninio dokumentų valdymo sistemas (EDVS) naudojant skaitmeninius parašus, kad dokumentams suteiktų teisinę galią ir užtikrintų jų vientisumą ir autentiškumą.

Valstybiniai paslaptys ir saugi komunikacija: Valstybės struktūros naudoja sertifikuotus kriptografinius būdus konfidencialios informacijos apsaugai ir saugiai komunikacijai tarp agentūrų.

Prieigos valdymo sistemos: Kriptografiniai metodai (pvz., žetonai, išmaniosios kortelės) naudojami vartotojų autentifikavimui ir jų prieigos teisių valdymui informacinėse sistemose ir fiziniuose objektuose.

Kriptografija Rusijos korporatinėse sistemose (1C)

Rusijoje populiari platforma „1C: Enterprise“ ir kitos korporatinės sistemos dažnai yra integruojamos su kriptografinės informacijos apsaugos priemonėmis (CIPM), tokiomis kaip CryptoPro CSP or VipNet CSP. Tai būtina, kad:

Pateiktumėte elektronines ataskaitas: Mokesčių, apskaitos ir kitų ataskaitų, teikiamų reguliavimo institucijoms (FNS, PFR, FSS), sudarymas ir pateikimas reikalauja kvalifikuoto elektroninio parašo naudojimo.

Elektroninis dokumentų srautas (EDS): Teisiškai svarbių dokumentų (sąskaitų, aktų, sutarčių) keitimas su partneriais per EDS operatorius.

Dalyvavimas valstybės pirkimuose: Darbas elektroninėse prekybos platformose (ETP) reikalauja elektroninio parašo.

Duomenų apsauga: Kai kurios 1C ir kitų sistemų konfigūracijos gali naudoti informaciją saugančius kriptografinius metodus (CMI), kad būtų užšifruoti duomenų bazės arba atskiros įrašai.

Integracija su CMI leidžia laikytis Rusijos teisės aktų ir užtikrina verslo procesų saugumą tiesiai iš pažįstamo įmonės sistemos sąsajos.

Kriptografija pasaulyje

Kriptografijos plėtra ir reguliavimas įvairiose šalyse turi savo ypatybes, tačiau bendri tendencijos ir tarptautinis bendradarbiavimas taip pat atlieka svarbų vaidmenį.

Rusijos pasiekimai ir kriptografijos paslaugos (FSB, GOST)

Rusija turi ilgą ir stiprią kriptografijos istoriją, kuri siekia sovietų matematinę mokyklą.

Istorinis kontekstas: Sovietų matematikai padarė reikšmingų indėlių į kodavimo teoriją ir kriptografiją, nors daugelis plėtrų ilgą laiką liko įslaptintos:

Valstybiniai standartai (GOST): Rusija turi savo kriptografinius standartus, kuriuos sukūrė ir patvirtino valstybė. Pagrindiniai aktyvūs standartai:

• GOST R 34.12-2015: Simetrinės blokinės šifravimo standartas, apimantis du algoritmus – ‘Kuznetschik’ (128 bitų) ir ‘Magma’ (64 bitai, senos GOST 28147-89 plėtra).
• GOST R 34.10-2012: Algoritmų, skirtų elektroninių skaitmeninių parašų sudarymui ir tikrinimui, standartas, pagrįstas elipsinėmis kreivėmis.
• GOST R 34.11-2012: Kriptografinio maišos algoritmo “Streebog” standartas (su maišos ilgiu 256 arba 512 bitų). GOST naudojimas yra privalomas informacijai saugoti valstybės informacinėse sistemose, dirbant su valstybės paslaptimis, ir dažnai reikalingas sąveikai su valstybės institucijomis (pavyzdžiui, naudojant kvalifikuotus elektroninius parašus).

Reguliavimo institucijos. Svarbų vaidmenį reguliuojant kriptografiją Rusijoje atlieka:

• Rusijos FSB (Federalinė saugumo tarnyba): Licencijuoja užsiėmimus kriptografinių priemonių kūrimo, gamybos, platinimo ir priežiūros srityje, taip pat sertifikuoja šias priemones atitikties saugumo reikalavimams. FSB taip pat tvirtina kriptografijos standartus.
• Rusijos FSTEC (Federalinė techninės ir eksporto kontrolės tarnyba): Reguliuoja techninės informacijos apsaugos klausimus, įskaitant nekriptografinius metodus, tačiau jos veikla glaudžiai susijusi su kriptografija integruotos apsaugos kontekste.

Rusijos kūrėjai: Šalyje yra keletas įmonių, specializuojančių kriptografinio informacijos apsaugos priemonių ir sprendimų informacijos saugumo srityje kūrime (pvz., CryptoPro, InfoTeKS, Code of Security)

JAV: Istoriškai viena iš kriptografijos lyderių.

• NIST (Nacionalinis standartų ir technologijų institutas): Atlieka pagrindinį vaidmenį standartizuojant pasaulyje naudojamus kriptografinius algoritmus (DES, AES, SHA serija). Šiuo metu vykdo konkursą, skirtą postkvantinės kriptografijos standartų pasirinkimui.
• NSA (Nacionalinė saugumo agentūra): Istoriškai dalyvauja kriptografijos kūrime ir analizei, kartais sukeldama ginčų dėl galimo poveikio standartams.

Stipri akademinė mokykla ir privačiam sektoriui: Daugelis universitetų ir technologijų įmonių vykdo pažangius tyrimus.

Europa: Aktyviai plėtoja savo ekspertizę ir standartus.

• ENISA (Europos Sąjungos kibernetinio saugumo agentūra): ES kibernetinio saugumo agentūra, propaguojanti geriausias praktikas ir standartus.
• GDPR (Bendrasis duomenų apsaugos reglamentas): Nors jis tiesiogiai nenurodo specifinių algoritmų, jis reikalauja, kad būtų priimti tinkami techniniai sprendimai asmeniniams duomenims apsaugoti, kur kriptografija atlieka svarbų vaidmenį.

Nacionaliniai centrai: Tokios šalys kaip Vokietija, Prancūzija ir Jungtinė Karalystė turi stiprius nacionalinius kibernetinio saugumo centrus ir kriptografijos tradicijas.

Kinija: Siekiant technologinės suvereniteto kriptografijoje.

Nuosavi standartai: Plėtoja ir propaguoja savo nacionalinius kriptografinius algoritmus (pvz., SM2, SM3, SM4).

Valstybinis kontrolė: Griežtai reguliuoja kriptografijos naudojimą šalyje.

Aktyvūs tyrimai: Reikšmingos investicijos į tyrimus, įskaitant kvantines technologijas ir postkvantinę kriptografiją.

Tarptautiniai kriptografijos standartai

Be nacionalinių standartų (GOST, NIST, Kinijos SM), taip pat yra tarptautinių:

• ISO/IEC (Tarptautinė standartizacijos organizacija / Tarptautinė elektrotechnikos komisija): Plėtoja standartus informacinių technologijų ir saugumo srityje, įskaitant kriptografiją (pvz., ISO/IEC 18033 standartas – šifravimas, ISO/IEC 9797 – MAC kodai, ISO/IEC 11770 – raktų valdymas).
• IETF (Interneto inžinerijos darbo grupė): Plėtoja standartus internetui, įskaitant kriptografinius protokolus (TLS, IPsec, PGP).
• IEEE (Elektrotechnikos ir elektronikos inžinierių institutas): Standartizuoja kriptografinius aspektus tinklo technologijose (pvz., Wi-Fi standartų).

Nors nacionaliniai standartai yra svarbūs, tarptautiniai standartai užtikrina suderinamumą ir pasitikėjimą pasaulinėse komunikacijose ir prekybos sistemose.

Kriptografija kaip profesija

Augant pasaulio priklausomybėms nuo skaitmeninių technologijų, vis didėja kriptografijos ir informacijos saugumo specialistų paklausa.

Paklausios profesijos ir įgūdžiai

Specialistai, kurių darbas susijęs su kriptografija, gali užimti įvairias pareigas:

Kriptografas (mokslininkas): Užsiima naujų kriptografinių algoritmų ir protokolų plėtra, analizuoja jų tvirtumą, atlieka tyrimus postkvantinės kriptografijos srityje. Reikia gilių matematikos žinių (skaičių teorijos, algebros, tikimybių teorijos, sudėtingumo teorijos).

Kriptanalitikas: Specializuojasi analizuojant ir einančių šifravimo ir kriptosistemų įsilaužimą. Dirba tiek ‘gynimo pusėje’ (ieško pažeidžiamumų, kad juos eliminuotų), tiek specialiosiose tarnybose.

Informacijos saugumo inžinierius / Informacijos saugumo specialistas: Praktikoje taiko kriptografinius įrankius, kad apsaugotų sistemas ir duomenis. Užsiima kriptografinės apsaugos sistemų, VPN, PKI (viešųjų raktų infrastruktūros), šifravimo sistemų, raktų valdymo ir saugumo stebėjimo įgyvendinimu ir konfigūravimu.

Saugios programinės įrangos kūrėjas: Programuotojas, kuris supranta kriptografiją ir žino, kaip teisingai naudoti kriptografines bibliotekas ir API, kad sukurtų saugias programas.

Pentesteris (sistemos įsilaužimo ekspertas): Ieško sistemos pažeidžiamumų, įskaitant kriptografijos misnaudojimą, kad būtų vėliau remuota.

Pagrindiniai įgūdžiai:

• Fundamentali matematikos žinios.
• Supratimas, kaip veikia kriptografijos algoritmai ir protokolai.
• Programavimo įgūdžiai (dažnai paklausi yra Python, C++, Java).
• Žinios apie tinklo technologijas ir protokolus.
• Supratimas apie operacines sistemas.
• Analitinė mąstysena, gebėjimas spręsti nestandartines problemas.
• Dėmesys detalėms.
• Nuolatinis savišvietimas (šis laukelis sparčiai vystosi).

Kur studijuoti kriptografiją

Galite gauti išsilavinimą kriptografijos srityje įvairiose švietimo įstaigose:

Universitetai: Daugelis pirmaujančių pasaulio universitetų (MIT, Stanfordo, ETH Ciuriche, EPFL, Technion ir kt.) turi stiprius kriptografijos ir kibernetinio saugumo programų ir mokslinių grupių.

Internetinės platformos: Coursera, edX ir Udacity siūlo kursus iš pirmaujančių profesorių ir universitetų visame pasaulyje.

Darbas ir karjera informacijos saugumo srityje

Karjera kibernetinio saugumo ir kriptografijos srityje siūlo daugybę kelių:

Šakos: IT įmonės, fintech (bankai, mokėjimo sistemos, kriptovaliutų platformos – biržos), telekomunikacijų įmonės, vyriausybinės institucijos (žvalgybos agentūros, reguliavimo institucijos), gynybos pramonė, konsultavimo įmonės (kibernetinio saugumo auditas, pentestingas), didelės korporacijos bet kurioje pramonėje.

Augimas: Dažniausiai pradedant nuo jaunesnio specialisto/inžinieriaus pozicijų, įgijus patirties galite pereiti į vyresnio specialisto, kibernetinio saugumo skyriaus vadovo, saugumo architekto, konsultanto pareigas arba pereiti į tyrimus.

Poreikis: Kvalifikuotų kibernetinio saugumo specialistų paklausa išlieka nuolat aukšta ir toliau didėja dėl didėjančių kibernetinių grėsmių ir skaitmenizavimo.

Atlyginimai: Atlyginimų lygiai kibernetinio saugumo srityje paprastai yra aukštesni už vidutinę IT rinkos lygį, ypač dėl patyrusių specialistų, turinčių gilių kriptografijos žinių.

Tai dinamiška ir intelektualiai stimuliuojanti sritis, reikalaujanti nuolatinio tobulėjimo, tačiau siūlanti įdomius iššūkius ir geras karjeros perspektyvas.

Išvada

Kriptografija nėra tik sudėtingų formulių rinkinys; tai pagrindinė technologija, užtikrinanti pasitikėjimą ir saugumą mūsų vis labiau skaitmeniniame pasaulyje. Nuo asmeninių susirašinėjimo ir finansinių operacijų apsaugos iki vyriausybinių sistemų ir pažangių technologijų, tokių kaip blockchain, ji turi milžinišką poveikį. Mes sekėme jos kelią nuo senovinių klajonių iki kvantinės kompiuterijos, ištyrėme pagrindinius metodus ir algoritmus ir stebėjome jos taikymą Rusijoje ir užsienyje.

Kriptografijos pagrindų supratimas tampa svarbia įgūdžių ne tik kibernetinio saugumo specialistams, bet ir bet kuriam vartotojui, kuris nori sąmoningai prisijungti prie savo duomenų apsaugos internetu. Kriptografijos plėtra tęsiasi; atsiranda nauji iššūkiai (kvantiniai kompiuteriai) ir nauji sprendimai (postkvantiniai algoritmai, QKD). Ši dinamiška mokslų ir technologijų sritis ir toliau formuos saugią skaitmeninę ateitį. Tikimės, kad šis straipsnis padėjo jums geriau suprasti kriptografijos pasaulį ir jo svarbą. Rūpinkitės savo skaitmeniniu saugumu ir naudokite patikimas priemones ir kriptografines platformas savo internetinėms veikloms.

Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)