Криптография: Ескі шифрлерден блокчейнге дейін. Цифрлы әлемдегі ақпарат қауіпсіздігіне арналған толық нұсқаулық

Сіз мессенджердегі хабарламаларыңыздың құпия болып қалатынын ешқашан ойладыңыз ба? немесе онлайн дүкен бұл төлемді сіз жасап жатқандығыңызды қалай біледі, ал хакер емес? Мұның бәрі көзге көрінбейтін, бірақ қуатты күш – криптографиямен қолданылады. Бүгінгі күні, цифрлық технологиялармен толтырылған әлемде, қауіпсіз онлайн банк жүргізуден, хат алмасудағы құпиялылыққа дейін және тіпті жұмыс істеуге дейін криптовалюталар, криптография басты рөл атқарады. Бұл мақала сізді криптография әлеміне тереңірек таныстырады: біз оның мәнін оңай түсініктемелермен анықтап, тарихына сүңгіп, әдістер мен алгоритмдерді зерттеп, Ресей мен әлемдегі қазіргі қолдануларын қарастырамыз, тіпті осы қызықты салада мансап туралы да талқылаймыз.

Криптография дегеніміз не, оңай түсініктемемен

Криптография тек шифрлау емес; бұл құпиялылықты, деректердің тұтастығын, аутентификацияны және теріске шығару мүмкін еместігін қамтамасыз ету әдістері туралы тұтас ғылым. Келеңдер, жақынырақ қарастырайық.

Криптографияның мәні мен маңызы

Сізде достарыңызға хабарлама жіберу қажет құпия хабарлама бар деп ойлаңыз, оны ешкім оқып алмайтындай етіп жіберуіңіз керек. Сіз әріптерді алфавиттегі келесі әріппен ауыстыра отырып, өз “шифрыңызды” жасай аласыз. Бұл криптографияның қарапайым мысалы.

Көбірек ресми түрде айтқанда, криптография (ежелгі грек тілінен κρυπτός — жасырын және γράφω — жазу) деректердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін методтарды зерттейтін ғылым.

Криптографияның негізгі мақсаттары:

• Құпиялық: Мәліметтердің тек рұқсат етілген тұлғаларға ғана қол жетімді екенін кепілдік етеді. Сіздің шифрланған хабарламаңызды ешкім оқымауы керек.
• Деректердің тұтастығы: Көшірілмеген (кездейсоқ немесе әдейі) ақпараттың алмасу немесе сақтау кезінде өзгермегенін қамтамасыз етеді.
• Аутентификация: Дереккөзі не пайдаланушының шыншылдығын тексеру. Хабарламаның достарыңыздан емес, шабуылдаушыдан келгеніне қалай кепілдік береміз?
• Авторлық түсініктемені теріске шығармау (Теріске шығармау): Жіберуші хабарламаны немесе транзакцияны жібергенін теріске шығара алмайтынына кепілдік.

Криптографияның қазіргі замандағы маңызы зор. Онысыз қауіпсіз қаржылық операциялар, қорғалған мемлекеттік және корпоративтік байланыстар, жеке хат алмасудың құпиялығы, тіпті blockchain сияқты инновациялық технологиялардың жұмыс істеуі мүмкін емес. блокчейн, ақылды келісім-шарттар және криптовалюталар (мысалы, биткойн).

Қайда және не үшін қолданылады

Криптография бізді қоршап тұр, көбінесе байқалмай жұмыс істейді:

• Қауіпсіз сайттар (HTTPS): Браузердің мекен-жай жолағындағы замок, сіздің сайтқа қосылысыңыз криптографиялық протоколдармен (TLS/SSL) қамтамасыз етілгенін білдіреді, сіз бен сервер арасындағы деректерді (логиндер, паролдар, карта мәліметтері) шифрлап.
  
• Мессенджерлер: Signal, WhatsApp және Telegram сияқты қосымшалар, хабарламаларды тек сіз бен сіздің байланыстарыңыздың оқи алатыны үшін соңғы нүкте шифрлауын пайдаланады.
  
• Электрондық пошта: PGP немесе S/MIME протоколдары хабарламаларды шифрлауға және цифрлық қолтаңбаларды орналастыруға мүмкіндік береді.
  
• Wi-Fi желілері: WPA2/WPA3 протоколдары криптографияны рұқсат етілмеген қол жеткізу үшін үйде немесе корпоративті сымсыз желіңізді қорғау үшін пайдаланады.
  
• Банк карталары: Карталардағы чиптер (EMV) карта аутентификациясы және транзакцияларды қорғау үшін криптографиялық алгоритмдерді қолданады.
  
• Онлайн банкинг және төлемдер: Барлық операциялар көп деңгейлі криптографиялық жүйелермен қорғалған.
  
• Цифрлық қолтаңба: Құжаттар мен авторлықты растау үшін қолданылады.
  
• Криптовалюталар: Блокчейн, көпшілігінің негізі, криптовалюталар, криптографиялық хэш функцияларын және цифрлық қолтаңбаларды белсенді түрде пайдалана отырып, транзакциялардың қауіпсіздігін, айқындығын және өзгермейтіндігін қамтамасыз етеді. Криптография негіздерін түсіну сандық активтер әлемінде жақсы бағдарлауға көмектеседі.
  
• Деректерді қорғау: Ақпараттық ағып кетуден қорғау үшін қатты дискілерді, базаларды, архивтерді шифрлау.
  
• VPN (Виртуалды жеке желі): Қоғамдық желілер арқылы қосылғанда анонимдік пен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін интернет-трафикті шифрлау.
  
  

Криптография мен шифрлау: айырмашылық неде

Аталған терминдер жиі синоним ретінде қолданылады, бірақ бұл толық дәл емес.

• Шифрлау: Бұл оқылатын ақпаратты (ашық мәтін) оқылмайтын форматқа (шифрланған мәтін) белгілі бір алгоритм мен кілтті пайдаланып өзгерту процесі. Декодтау – бұл кері процесс. of transforming readable information (plaintext) into an unreadable format (ciphertext) using a specific algorithm and key. Decryption is the reverse process.
• Криптография: Бұл кеңірек ғылыми сала,, ол тек шифрлау алгоритмдерін жасау және талдауды ғана емес, сондай-ақ:
• Криптоанализ: Шифрларды бұзудың ғылыми әдістері.
• Протоколдар: Қауіпсіз өзара іс-қимыл құралдарын әзірлеу (мысалы, TLS/SSL, кілт алмасу протоколдары).
• Кілт басқару: Криптографиялық кілттерді қауіпсіз жасау, тарату, сақтау және жарамсыздандыру.
• Хэш функциялары: Деректердің “цифрлық саусақ іздерін” жасау, тұтастықты тексеру.
• Цифрлық қолтаңбалар: Авторлықты және тұтастықты растау әдістері.

Егер жалпы, шифрлау криптографияның ең маңызды құралдарының бірі болса, барлық криптография шифрлаумен шектелмейді.

Криптография тарихы

Криптография жолы мыңжылдықтар бойы – қарапайым әріптерді орын ауыстырудан бастап, қазіргі цифрлық қауіпсіздіктің негізін қалаушы ең күрделі математикалық алгоритмдерге дейін.

Ежелгі заманнан бүгінге дейін қысқаша шолу

Ежелгі әлем: Шифрлаудың алғашқы белгілері ежелгі Египетте (б.з.д. 1900 ж. шамасында) кездеседі, онда стандарттан тыс иероглифтер қолданылды. Ежелгі Спартада (б.з.д. 5-ші ғасыр) олар “скиталит” қолданды, яғни белгілі диаметрлі таяқ, оған пергамент жолақты орап жазып, сосын жолақты ашқанда әріптердің хаотикалық жиынтығы пайда болды. Оны тек сол диаметрдегі скиталитке орау арқылы оқу мүмкін болды. scytale – a stick of a certain diameter around which a strip of parchment was wound; the message was written along the stick, and after unwinding the strip, the letters appeared as a chaotic set. It could only be read by winding the strip around a scytale of the same diameter.

Ежелгі заман және Орта ғасырлар: Ең танымал “Юлий Цезар шифры” (б.з.д. 1 ғасыр) – әріптердің белгілі бір орындармен ауысуы. Араб ғалымдары (мысалы, Әл-Кинди, 9 ғасыр) қарапайым ауыстыру шифрларын бұзудың әдісі ретінде жиі қолданылатын жиілік талдауын дамыту арқылы үлкен үлес қосты. Еуропада көпнәзік шифрлар сияқты Виженер шифры (16 ғ.) танымал бола бастайды және ұзақ уақыт бойы бұзылмайды. Caesar cipher (1st century BC) – a simple shift of letters by a fixed number of positions. Arab scholars (for example, Al-Kindi, 9th century AD) made a significant contribution by developing frequency analysis – a method for breaking simple substitution ciphers by counting the frequency of letters in the ciphertext. In Europe, polyalphabetic ciphers such as Vigenère cipher (16th century) were gaining popularity and were long considered unbreakable (“le chiffre indéchiffrable”).

Қазіргі заман және Бірінші дүниежүзілік соғыс: Телефон байланысы шифрлардың күрделілігін дамытуға түрткі болды. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде криптография маңызды рөл атқарды; мысалы, британ криптоанализшілерінің Зиммерман телеграммасын бұзуы АҚШ-тың соғысқа кіруіндегі факторлардың бірі болды. Екінші дүниежүзілік соғыс: Бұл кезең механикалық криптографияның алтын ғасырына айналды. Неміс шифрлау машинасы”Энигма” және орындалуымен одақтастардың (негізінен поляк және британ математикасы, оның ішінде Аллан Тюринг Блетчли Паркта) соғыс бағытына елеулі әсері болды. Жапондар “Күлгін” машинасын қолданды, бұл да американдықтар тарапынан бұзылды.

Компьютер дәуірі: This era became the golden age of mechanical cryptography. The German cipher machine “Enigma” and its breaking by the Allies (primarily Polish and British mathematicians, including Alan Turing at Bletchley Park) had a significant impact on the course of the war. The Japanese used the “Purple” machine, which was also broken by the Americans.

The Computer Era: Компьютерлердің келуі бұл саланы революциялады. 1949 жылы Клод Шеннон “Құпия жүйелердің коммуникация теориясын” жариялады, осы арқылы қазіргі криптографияның теориялық негіздерін қойды. 1970-ші жылдары DES (Деректерді шифрлау стандарты) дамыды. – симметриялық шифрлаудың бірінші кеңінен қабылданған стандарты. 1976 жылы Уитфилд Диффи және Мартин Хеллман қоғамдық кілт криптографиясының революциялық концепциясын ұсынды, сосын алгоритм пайда болды (Ривест, Шамир, Адлеман), қазірде кеңінен қолданыс тапқан. DES (Data Encryption Standard) was developed. Өткеннің икондық шифрлары of public key cryptography, and soon the algorithm appeared RSA (Rivest, Shamir, Adleman), which is still widely used.

The iconic ciphers of the past

Ауыстырылды: Орнатушы шифр мысалы. Құпия – таяқ диаметрі. Қолданылу арқылы оңай бұзылады.

Caesar cipher: Әріптерді ауыстыру арқылы қарапайым шифр. Кілт – нұсқалардың мөлшері (ресейлік алфавит үшін барлығы 32 вариант). Ол күшпен сынау немесе жиілік анализімен шешіледі.

Vigenère cipher: Көпнәзік шифр, ол кілтті пайдаланып әр қадамда ауысуды анықтайды. Кез келген қарапайым жиілік анализіне қатты төзімді. 19 ғасырда Чарльз Бэббидж бен Фридрих Касиски бұзды.

Энигма машинасы: Роторлар, ауыстырғыштар және реверси бар элекромеханикалық құрылғы. Ол әр әріппен өзгеретін өте күрделі көпнәзік шифр жасады. Оны бұзу үшін сол кезеңдегі үлкен сандық (интеллектуалдық) сауаттылық қажет болды.

Цифрлік криптографияға көшу

Цифрлік криптография мен дәстүрлі криптография арасындағы негізгі айырмашылық – математиканы және есептеу қуатын пайдалану. Механикалық құрылғылар мен қолмен манипуляциялардан гөрі сандық теория, алгебра және ықтимал теория негізінде күрделі алгоритмдер келді. Бұл өзгерістің негізгі сәттері:

Ресмиламалау: Шеннонның еңбектері криптографияға қатал математикалық негіз берді.

Стандарттау: Стандарттардың (DES, кейінгі AES) пайда болуы шифрлаудың үйлесімділігін қамтамасыз етті.

Ассиметриялық криптография: Қоғамдық кілт концепциясы симметриялық шифрлау үшін қауіпсіз түрде құпия кілттерді жеткізу негізінде тұрған негізгі мәселені шешті. Бұл электронды коммерцияларды, цифрлық қолтаңбаларды және SSL/TLS сияқты қауіпсіз протоколдарды дамыту үшін жол ашты.

Есептеу қуатының артуы: Күрделі алгоритмдерді іске қосуға мүмкіндік берді, бірақ сонымен бірге ескі шифрларға қауіп төндірді.

3. Криптографияның әдістері мен алгоритмдері

Қазіргі криптография күрделі математикалық алгоритмдерге негізделеді. Оларды бірнеше негізгі санаттарға бөлсе болады.

Симметриялық және ассиметриялық криптография

Бұл екі негізгі шифрлау әдісі:

Олар бірге қалай жұмыс істейді? Гибридті тәсіл жиі қолданылады: ассиметриялық криптография құпия кілттің қауіпсіз алмасуы үшін қолданылады, сосын бұл кілт симметриялық алгоритммен деректердің негізгі көлемін жылдам шифрлау үшін пайдаланылады. HTTPS/TLS осылай жұмыс істейді.

Негізгі алгоритмдер

Аталғаннан басқа, хэш функциялары туралы білу маңызды:

Криптографиялық хэш функциялары

Бұл бекітілген ұзындықтағы шығыс жолын (хэш, хэш сомасы, “цифрлық саусақ із”) жасау үшін деректерді трансформациялау математикалық функциялары. Сипаттамалар:

• Бір бағыттылық: Хэштан бастап бастапқы деректерді қалпына келтіру іс жүзінде мүмкін емес.
• Детерминизм: Дәл сол енгізу әрдайым бірдей хэш береді.
• Төлемдерге қарсы төзімділік: Екі түрлі енгізулердің хэшін шығаруға болмайды (бірінші түрі – деректер мен хэшті білсе, екінші түрі – бірдей хэшпен екі түрлі деректерді таба алмайды).
• Лавина әсері: Енгізу деректеріндегі ең кішкентай өзгеріс хэштің радикалды өзгерісіне әкеледі.
• Қолдану салалары: Деректердің тұтастығын тексеру (файлды жүктеп алды – оның хэшін жарияланған хэшпен салыстыру), парольдерді сақтау (дәл паролдер емес, хэштер сақталады), цифрлық қолтаңбалар (құжаттың хэші қол қойылады), блокчейн технологиясы (блоктарды байланыстыру, әмиян мекенжайлары).
• Алгоритмдердің мысалдары: MD5 (ескірген, қауіпсіз емес), SHA-1 (ескірген, қауіпсіз емес), SHA-2 (SHA-256, SHA-512) – кеңінен қолдану, SHA-3 – жаңа стандарт, Гост Р 34.11-2012 (“Стрейбог”) – Ресей стандарты.

Кванттық криптография және оның болашағы

Күшті кванттық компьютерлердің пайда болуы көптеген қазіргі ассиметриялық алгоритмдерге (RSA, ECC) ауыр қауіп төндіреді, олар үлкен сандарды факторизациялау немесе дискреттік логарифмдерді есептеудің қиындығына негізделеді. Шордың алгоритмі кванттық компьютерде іске асырылса, оларды біраз уақыт ішінде бұзу мүмкін. poses a serious threat to most modern asymmetric algorithms (RSA, ECC), based on the difficulty of factoring large numbers or computing discrete logarithms. Shor’s algorithm, executed on a quantum computer, will be able to break them in a reasonable time.

Ол үшін жауап ретінде, екі бағыт дамып жатыр:

Пост-кванттық криптография (Пост-кванттық криптография, PQC): Жаңа криптографиялық алгоритмдерді (симметриялық және ассиметриялық) жасау, олар классикалық және кванттық компьютерлердің шабуылдарына төзімді болады. Бұл алгоритмдер басқа күрделі математикалық мәселелерге (мысалы, торлар, кодтар, хэштер, көп өлшемді теңдеулер) негізделген. Қазірде белсенді стандарттау процесі жүріп жатыр (мысалы, АҚШ-тағы NIST бәсекелестік).

Кванттық криптография: Ақпаратты қорғау үшін есептеулер үшін емес, квант механикасының принциптерін пайдаланады.

Кванттық кілттерді тарату (QKD): Екі тарапқа ортақ құпия кілт жасауға мүмкіндік береді, ал кілтті бақылау әрекеті жіберілген бөлшектердің (фотондардың) кванттық күйін міндетті түрде өзгертіп, анықталады. Бұл шифрлау емес, бірақ классикалық симметриялық криптография үшін кілттерді қауіпсіз жеткізудің әдісі. QKD технологиясы әлі бар, жүріп жатқан пилоттық жобаларда іске асырылуда.

Кванттық криптография мен PQC болашағы зор, себебі олар болашақтағы кванттық есептеу дәуірінде ақпарат қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Криптография мен стеганография

Бұл ақпаратты жасырудың екі түрлі әдістері:

Криптография: Хабарламаның мазмұнын жасырады, кілтсіз оқуға болмайды. Шифрланған хабарлама жіберу ісі жасырыла бермейді. Стеганография (ежелгі грек тілінен στεγανός — жасырын + γράφω — жазу): of the message, making it unreadable without a key. The mere act of transmitting an encrypted message is not concealed.

Steganography (from ancient Greek στεγανός — hidden + γράφω — I write): Хабарламаның мазмұнын жасырады, кілтсіз оқуға болмайды. Шифрланған хабарлама жіберу ісі жасырыла бермейді. құпия хабарламаның өзі. Хабарлама басқа, зияттылығы төмен объектіге (контейнерге) жасырылады, мысалы, кескіннің, дыбыстық файлдың, бейнені немесе мәтінді ішінде. 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.

Криптография мен стеганография бірге қолданылуы мүмкін: алдымен құпия хабарлама шифрланып, содан кейін стеганография арқылы контейнерде жасырылады. Бұл қосымша қорғаудың екі қабатын қамтамасыз етеді.

Криптографияның заманауи қолданулары

Криптография цифрлық инфрақұрылымның маңызды бөлігіне айналып, түрлі салаларда қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.

Криптография интернетте және мессенджерлерде

TLS/SSL (Транспорттық қауіпсіздік / Қауіпсіз сокеттер қабаты)

Қауіпсіз интернеттің негізі (HTTPS). Сіз https:// және браузердегі құлып белгісін көргенде, бұл TLS/SSL жұмыс істеп тұрғанын білдіреді:

1. Серверді аутентификациялайды (оның сертификатын тексереді).
2. Кілт алмасу арқылы қауіпсіз арнаны орнатады (көбінесе RSA немесе ECC сияқты ассиметриялық криптографияны пайдалана отырып).
3. Сіздің браузер мен сервер арасындағы барлық трафикті шифрлауды қамтамасыз етеді (жылдам симметриялық алгоритмдерді пайдалана отырып, мысалы, AES), логиндерді, паролдарды, несие картасының ақпараттарын және басқа да құпия ақпараттарды қорғап.

Соңғы нүктеден соңғы нүктеге шифрлау (E2EE)

Қауіпсіз мессенджерлерде (Signal, WhatsApp, Threema, parcialmente Telegram) қолданылады. Хабарламалар жіберушінің құрылғысында шифрланады және тек алушының құрылғысында декодталады. Тіпті мессенджер провайдерінің сервері де хабарламаның мазмұнын оқи алмайды. Әдетте ассиметриялық және симметриялық алгоритмдердің комбинациясын пайдалана отырып жүзеге асырылады.

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

DNS сұрауларын шифрлау, провайдерден немесе сыртқы бақылаушылардан қай веб-сайттарға кіріп жатқаныңызды жасыру.

Қауіпсіз электрондық пошта (PGP, S/MIME)

Электрондық пошта мазмұнын шифрлауға және жіберушінің аутентификациясы мен тұтастығын растап цифрлық қолтаңбаларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Электрондық қолтаңба, банктік қауіпсіздік

Электрондық (цифрлық) қолтаңба (ЕС/ДС)

Авторлықты және электрондық құжаттың тұтастығын растауға мүмкіндік беретін криптографиялық механизм.

Қалай жұмыс істейді: Құжаттың хэші жасалады, сосын жіберушінің жеке кілтімен шифрланады. Келуші жіберушінің қоғамдық кілті арқылы хэшті декодтау арқылы олардың алынған құжаттан (хэш) есептелген хэшпен салыстырады. Егер хэштер сәйкес келсе, бұл құжатты жеке кілтінің иесі қол қойды және қол қоюдан кейін өзгертілмегені дәлелдейді.

Қолдану салалары: Заңды құжат айналымы, мемлекеттік органдарға есеп беру, электрондық лотереяларда қатысу, транзакцияларды растау.

Банктік қауіпсіздік: Криптография мұнда барлығында:

Онлайн-банкинг: TLS/SSL арқылы сессияны қорғау, клиент базасының шифрлануы, криптографиялық элементтері бар көпфакторлы аутентификацияны пайдалануға.

Банк карталары (EMV): Карта чипі криптографиялық кілттерді ұстайды және терминалмен және банкомен карта аутентификациясы операцияларын орындауды қамтамасыз етеді, клон жасалмауы үшін.

Төлем жүйелері (Visa, Mastercard, Mir): Транзакцияларды авторизациялау және деректерді қорғау үшін күрделі криптографиялық протоколдарды пайдаланады.

Банкоматтар (ATM): Обработка орталығымен байланыс шифрлану, ПИН-кодтарын қорғау (PIN блок шифрланады).

Транзакцияларды қорғау: Цифрлық активтермен жұмыс істегенде криптографияның маңызы әсіресе жоғары. Криптовалюталық сауда платформалары қорлардың және пайдаланушылардың деректерінің ең жоғары деңгейдегі қауіпсіздігін қамтамасыз етуі керек, әмияндарды, транзакцияларды және пайдаланушы аккаунттарын қорғау үшін дамыған криптографиялық әдістерді қолдана отырып. Сіздің таңдаған платформаның заманауи қауіпсіздік стандарттарына сәйкестігіне көз жеткізуді ұмытпаңыз.

Бизнес пен мемлекеттік құрылымдарда криптография

Корпоративтік деректерді қорғау: Құпия дерекқорларды, құжаттарды, архивтерді сақтау және тасымалдау барысында шифрлау. Бұл деректердің ағылуын болдырмауға және заңды талаптарды (мысалы, GDPR, Федералдық заң-152 “Жеке деректер туралы”) орындауға көмектеседі.

Қауіпсіз байланыс: Қызметкерлердің корпоративтік желіге қауіпсіз алыстан қол жеткізуін қамтамасыз ету үшін VPN пайдалану, корпоративтік электрондық пошта мен жедел хабар алмасуды шифрлау.

Құжаттарды қауіпсіз басқару: Электрондық құжаттар айналымы (EDMS) жүйелерін енгізу, құжаттарға заңды күш беру және олардың тұтастығы мен авторлық құқықтарын қамтамасыз ету үшін электрондық қолтаңбаларды пайдалану.

Мемлекеттік құпиялар мен қауіпсіз байланыс: Үкіметтік құрылымдар құпия ақпаратты қорғау және мемлекеттік органдар арасында қауіпсіз байланыс орнату үшін сертификатталған криптографиялық құралдарды пайдаланады.

Қатысуды басқару жүйелері: Пайдаланушыларды аутентификациялау және ақпараттық жүйелер мен физикалық объектілерге қатысуды басқару үшін криптографиялық әдістер (мысалы, токендер, смарт-карталар) пайдаланылады.

Ресей корпоративтік жүйелеріндегі криптография (1C)

Ресейде “1С:Кәсіпорын” және басқа корпоративтік жүйелер “криптографиялық ақпарат қорғау құралдарымен (CIPM)” жиі біріктіріледі, , ол үшін:, such as CryptoPro CSP or VipNet CSP. Бұл қажетті:

Электрондық есептерді тапсыру: Салық, бухгалтерия, және реттеуші органдарға (ФНС, ПФР, ФСС) есептерді қалыптастыру және тапсыру үшін білікті электрондық қолтаңбаны пайдалану қажет.

Электрондық құжат айналымы (ЭҚА): ЭҚА операторлары арқылы контрагенттермен заңды маңызы бар құжаттарды (шот-фактуралар, актілер, келісім-шарттар) алмасу.

Мемлекеттік сатып алуға қатысу: Электрондық сауда платформаларында (ЭСП) жұмыс істеу электрондық қолтаңбаны талап етеді.

Деректерді қорғау: 1С және басқа жүйелердің кейбір конфигурациялары ақпаратты қорғаудың криптографиялық құралдарын (КҚ) қолдана алады, бұл дерекқорларды немесе жеке жазбаларды шифрлауға мүмкіндік береді.

КҚ-мен интеграция Ресей заңнамасына сәйкестікті қамтамасыз етеді және корпоративтік жүйенің таныс интерфейсінен тікелей бизнес процестерінің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Дүниеде криптография

Криптографияның дамуы мен реттелуі әртүрлі елдерде өз ерекшеліктеріне ие, бірақ жалпы үрдістер мен халықаралық ынтымақтастық та маңызды рөл атқарады.

Ресейдің жетістіктері мен криптографиялық қызметтері (ФСБ, ГОСТ)

Ресейде криптография саласында ұзақ және мықты тарих бар, ол Кеңес математикалық мектебінен бастау алады.

Тарихи контекст: Кеңес математикашылары кодтау теориясы мен криптографияға едәуір үлес қосты, дегенмен көптеген әзірлемелер ұзақ уақыт бойы құпия болып қалды:

Мемлекеттік стандарттар (ГОСТ): Ресейде мемлекеттік тарапынан әзірленген және бекітілген криптографиялық стандарттар бар. Негізгі белсенді стандарттар:

• ГОСТ Р 34.12-2015: Симметриялық блок шифрлау стандарты, ‘Кузнечик’ (128 бит) және ‘Магма’ (64 бит, ескі ГОСТ 28147-89-ның дамуы) сияқты екі алгоритмді қамтиды.
• ГОСТ Р 34.10-2012: Эллиптикалық қисықтар негізінде электрондық цифрлық қолтаңбаларды қалыптастыру және тексеру алгоритмдеріне арналған стандарт.
• ГОСТ Р 34.11-2012: Криптографиялық хэш алгоритмы ‘Стрибог’ стандарты (256 немесе 512 биттік хэш ұзындығымен). ГОСТ-тарды мемлекеттегі ақпараттық жүйелерде ақпаратты қорғау үшін, мемлекеттік құпиялармен жұмыс істегенде міндетті түрде қолдану керек, және мемлекеттік органдармен өзара әрекеттесу кезінде (мысалы, білікті электрондық қолтаңбаларды қолданған кезде) жиі талап етіледі.

Реттеуші органдар. Ресейдегі криптографияны реттеуде маңызды рөл атқарады:

• Ресей ФСБ (Федералдық қауіпсіздік қызметі): Шифрлау (криптографиялық) құралдарын әзірлеу, өндіріс, таратуды лицензиялайды және осы құралдардың қауіпсіздік талаптарына сәйкестігін куәландырады. ФСБ криптографиялық стандарттарды да бекітеді.
• Ресей ФСТЭК (Федералдық техникалық және экспорттық бақылау қызметі): Техникалық ақпаратты қорғау мәселелерін реттейді, криптографиялық емес әдістерді қамтиды, бірақ оның қызметі кешенді қорғау шеңберінде криптографиямен тығыз байланысты.

Ресейлік әзірлеушілер: Елде криптографиялық ақпарат қорғау құралдары мен шешімдерін дамытуға маманданған бірнеше компаниялар бар (мысалы, CryptoPro, InfoTeKS, Code of Security)

АҚШ: Криптографияда тарихи түрде көшбасшылардың бірі.

• NIST (Ұлттық стандарттар және технологиялар институты): Дүниежүзінде қолданылатын криптографиялық алгоритмдердің стандарттауында маңызды рөл атқарады (DES, AES, SHA сериялары). Қазіргі кезде пост-кванттық криптография стандарттарын таңдау бойынша конкурс өткізілуде.
• NSA (Ұлттық қауіпсіздік агенттігі): Тарихи тұрғыдан криптографияны дамыту және талдау кезінде, кейде стандарттарға ықпал ету күмән тудырып келеді.

Күшті академиялық мектеп және жеке сектор: Көптеген университеттер мен технологиялық компаниялар алдыңғы қатарлы зерттеулер жүргізуде.

Еуропа: Өз премиялары мен стандарттарын белсенді әзірлеуде.

• ENISA (Еуропалық Одақтың Киберқауіпсіздік агенттігі): ЕО-ның киберқауіпсіздік агенттігі үздік практикаларды және стандарттарды насихаттайды.
• GDPR (Жалпы деректерді қорғау регламенті): Бірақ ол нақты алгоритмдерді міндетті түрде анықтамайды, ол жеке деректерді қорғау үшін тиісті техникалық шараларды қабылдауды талап етеді, мұнда шифрлау маңызды рөл атқарады.

Ұлттық орталықтар: Германия, Франция және Біріккен Корольдік сияқты елдерде күшті ұлттық киберқауіпсіздік орталықтары және криптографиялық дәстүрлері бар.

Қытай: Криптографияда технологиялық егемендікке қол жеткізуді мақсат етеді.

Меншікті стандарттар: Ұлттық криптографиялық алгоритмдерін (мысалы, SM2, SM3, SM4) әзірлейді және насихаттайды.

Мемлекеттік бақылау: Ел ішінде криптографияны қолданудың қатал реттелуі.

Белсенді зерттеулер: Кванттық технологиялар мен пост-кванттық криптографияны қоса алғанда, зерттеулерге маңызды инвестициялар.

Халықаралық криптография стандарттары

Ұлттық стандарттармен (ГОСТ, NIST, Қытай SM) қоса алғанда, халықаралық стандарттар да бар:

• ISO/IEC (Халықаралық стандарттау ұйымы / Халықаралық электротехникалық комиссия): Ақпараттық технологиялар мен қауіпсіздік саласында стандарттар әзірлейді, оның ішінде криптография (мысалы, ISO/IEC 18033 стандарты – шифрлау, ISO/IEC 9797 – MAC кодтары, ISO/IEC 11770 – кілттерді басқару).
• IETF (Интернетті инжинирлеу комитеті): Интернет үшін стандарттар әзірлейді, соның ішінде криптографиялық протоколдар (TLS, IPsec, PGP).
• IEEE (Электротехникалық және электрондық инженерлер институты): Желілік технологиялардағы криптографиялық аспектілерді стандарттайды (мысалы, Wi-Fi стандарттарында).

Ұлттық стандарттар маңызды болғанымен, халықаралық стандарттар әлемдік байланыс пен сауда жүйелерінде үйлесімділікті және сенімділікті қамтамасыз етеді.

Криптография кәсібі

Дүниежүзінің цифрлық технологияларға тәуелділігі артып келе жатқан сайын, криптография және ақпараттық қауіпсіздік саласындағы мамандарға сұраныс үнемі артып келеді.

Сұранысқа ие мамандықтар мен дағдылар

Криптографиямен байланысты жұмыстарды атқаратын мамандар әртүрлі лауазымдарда болуы мүмкін:

Криптограф (зерттеуші): Жаңа криптографиялық алгоритмдер мен протоколдарды әзірлеумен, олардың тұрақтылығын талдаумен, пост-кванттық криптография саласындағы зерттеулермен айналысады. Математика (сан теориясы, алгебра, ықтималдық теориясы, күрделілік теориясы) бойынша терең білімді талап етеді.

Криптоанализші: Есептегі және криптожүйелердегі бар шифрлауды талдау мен бұзумен маманданған. ‘Қорғаныс тарапында’ (кемшіліктерді табу мақсатында) және арнайы қызметтерде жұмыс істейді.

Ақпараттық қауіпсіздік инженері / Ақпараттық қауіпсіздік маманы: Құралдарды жүйелер мен деректерді қорғау үшін практикалық қолданысқа енгізеді. Криптографиялық қорғау жүйелерінің, VPN, PKI (жария кілт инфрақұрылымы) системаларының, шифрлау жүйелерінің, кілттерді басқару және қауіпсіздік мониторингін іске асырады.

Қауіпсіз бағдарламалық қамтамасыз ету әзірлеушісі: Криптографияны түсінетін программист, қауіпсіз қосымшалар жасау үшін криптографиялық кітапханалар мен API-ларды дұрыс пайдалануды біледі.

Пентестер (Тест жүргізу маманы): Жүйелерде, соның ішінде криптографияны теріс пайдалану жағдайларын іздейді, оларды кейіннен түзету үшін.

Негізгі дағдылар:

• Математика саласындағы негізгі білім.
• Криптографиялық алгоритмдер мен протоколдардың қалай жұмыс істейтінін түсіну.
• Бағдарламалау дағдылары (Python, C++, Java көбіне сұранысқа ие).
• Желілік технологиялар мен протоколдар туралы білім.
• Операциялық жүйелерді түсіну.
• Аналитикалық ойлау, стандарттан тыс тапсырмаларды шешу қабілеті.
• Назар аударудың жоғары деңгейі.
• Үздіксіз өзін-өзі білім алу (сала тез дамып келеді).

Криптографияны қайда оқуға болады

Криптография саласында білім алуға алуан түрлі оқу орындарында болады:

Университеттер: Көптеген жетекші әлемдік университеттер (MIT, Стэнфорд, ETH Цюрих, EPFL, Технион және т.б.) криптография және киберқауіпсіздік саласында мықты бағдарламалар мен зерттеу топтарына ие.

Онлайн платформалар: Coursera, edX, және Udacity әлемдегі жетекші профессорлар мен университеттерден курстар ұсынады.

Ақпараттық қауіпсіздік саласында жұмыс және карьера

Киберқауіпсіздік және криптография саласындағы карьера көптеген жолдарды ұсынады:

Секторлар: IT компаниялары, финтех (банктер, төлем жүйелері, криптовалюта платформалары – биржалар), телекоммуникация компаниялары, мемлекеттік органдар (барлау агенттіктері, реттеушілер), қорғаныс өнеркәсібі, консалтингтік компаниялар (киберқауіпсіздік аудиті, пентестинг), кез келген саладағы ірі корпорациялар.

Өсу: Көбінесе кіші маман/инженер лауазымдарынан бастап, тәжірибе жинаған жағдайда аға маман, киберқауіпсіздік бөлімінің басшысы, қауіпсіздік архитекторы, консультант немесе зерттеу саласына өтуге болады.

Сұраныс: Квалификацияланған киберқауіпсіздік мамандарына сұраныс тұрақты түрде жоғары және кибер қауіп-қатерлер мен цифрландырудың артуымен өсіп келеді.

Жалақылар: Киберқауіпсіздік саласындағы жалақы деңгейлері әдетте IT нарығының орташа жалақысынан жоғары, әсіресе терең криптография білімдеріне ие тәжірибелі мамандар үшін.

Бұл динамикалық және интеллектуалды ынталандыратын сала, ол үздіксіз дамуды талап етеді, бірақ қызықты мәселелер мен жақсы карьера перспективаларын ұсынады.

Қорытынды

Криптография тек күрделі формулалардың жиынтығы емес; бұл біздің барған сайын цифрлық әлемімізде сенімділік пен қауіпсіздікті қамтамасыз ететін негізгі технология. Жеке корреспонденция мен қаржылық транзакцияларды қорғаудан бастап, мемлекеттік жүйелер мен блокчейн секілді заманауи технологияларды іске қосуға дейін, оның әсері орасан зор. Біз оның жолын ежелгі көшпелілерден кванттық есептеуге дейін, негізгі әдістер мен алгоритмдерді зерттеп, Ресей мен шетелде қолдануын бақыладық.

Криптографияның негіздерін түсіну киберқауіпсіздік мамандары үшін ғана емес, деректерін онлайн режимінде қорғау үшін саналы түрде жақындасқысы келетін кез келген пайдаланушы үшін маңызды дағды болып келеді. Криптография дамып жатыр; жаңа сынақтар (кванттық компьютерлер) мен жаңа шешімдер (пост-кванттық алгоритмдер, QKD) пайда болуда. Бұл ғылым мен технологияның динамикалық саласы қауіпсіз сандық болашақты қалыптастыра береді. Біз бұл мақаланың криптография әлемін және оның маңыздылығын жақсы түсінуге көмектесетіндігіне үміттенеміз. Сандық қауіпсіздігіңізге қамқорлық жасаңыз және онлайн қызметтер мен крипто платформаларды қолданыңыз.

Жиі қойылатын сұрақтарға жауаптар (FAQ)