بسیاری از مردم متوجه نمی‌شوند، ولی ما با هر بار آنلاین شدن داریم به  الگوریتم‌های رمزنگاری شبکه اینترنت(network encryption algorithms) اعتماد می‌کنیم..ما توقع داریم هر گونه تبادل به خوبی محافظت شده باشد که یکی از کاربرد الگوریتم‌های رمزنگاری در شبکه اینترنت می باشد.

مقدمه‌ای بر رمزگذاری شبکه

رمزگذاری یکی از راه‌های متداول و مؤثر برای امن نگه‌داشتن اطلاعاتی است که در بستر اینترنت جریان دارند. روند انجام رمزگذاری بدین شکل است که داده ها ومحتوا‌ها را به گونه‌ای مخفی‌سازی می‌کند که بتوان به آن‌ها  فقط از طریق رمزگشایی دسترسی پیدا کرد.

راه های زیاد و مختلفی برای رمزنگاری و رمزگشایی که بطور کلی الگوریتم(algorithms) نامیده می‌شوند، وجود دارد. در ادامه چند راه متداول را بررسی خواهیم کرد تا با دانستن آن‌ها بتوانیم کاربرد الگوریتم‌های رمزنگاری در شبکه اینترنت را بهتر درک کنیم.

آشنایی با تاریخچه رمزنگاری

الگوریتم‌های رمزنگاری

روش متقارن(symmetric)

در این روش هر دو طرفی که در حال رد و بدل کردن اطلاعات هستند، از یک کلید مشترک(key) هم برای رمزنگاری و هم برای رمزگشایی استفاده می‌کنند. این بدین معنا است که آن‌ها برای دو عملی که معکوس یکدیگر هستند از یک کلید واحد استفاده می‌کنند.

نکته ای که در این روش می‌تواند قابل توجه باشد، تبادل امن این کلید مشترک است که شاید یک ضعف برای این روش به‌ نظر برسد. بنابراین شاید روش بعدی منطقی‌تر باشد..

روش نامتقارن(asymmetric)

 این روش تا حدودی برای رفع مشکل کلید در روش متقارن پدید آمده است. در این روش به جای استفاده از یک کلید مشترک، از یک جفت کلید به عنوان کلید عمومی و خصوصی استفاده می‌کنند. این بستگی به شما دارد که از کدام کلید برای چه عملی(رمزگذاری یا رمزگشایی) استفاده می‌کنید.

حال که به طور مختصری با برخی از الگوریتم‌ها آشنا شدید، می‌توانیم به سراغ کاربرد الگوریتم‌های رمزنگاری در شبکه اینترنت برویم.

معرفی روش های رمزنگاری

کاربرد رمزنگاری در شبکه اینترنت

با توجه به اینکه با پا گذاشتن به اینترنت، به دنیایی گسترده قدم می‌گذاریم،  دانستن این موضوع که امکان سرقت اطلاعات در هر لحظه وجود دارد، بیشتر به کاربرد الگوریتم‌های رمزنگاری در شبکه اینترنت و نیاز به وجود آن‌ها پی می‌بریم.

رمزنگاری بر روی شبکه خانگی

همانطور که می‌دانید اولین محل اتصال شما با دنیا اینترنت از شبکه‌های وای‌فای(wi-fi) است، بنابراین اولین قسمتی که نیاز به رمزنگاری و محافظت دارد همین شبکه‌های خانگی است. شبکه‌ها وای‌فای توسط پروتکل‌های محافظتی نظیر WPA  و WPA2 رمزنگاری شده‌اند. نمی‌توان آن‌ها را به عنوان قوی‌ترین پروتکل‌ها به شمار آورد ولی به اندازه کافی در محافظت از شبکه وای‌‌فای شما در برابر سرقت ترافیک اطلاعاتی شما، مؤثر هستند.

رمزنگاری بر روی اینترنت

موتور های جستجو‌گر مدرن از پروتکلی به نام  Secure Sockets Layer (SSL) استفاده می‌کنند تا جستجو و تبادلات شما را امن کنند. نحوه عملکرد SSL بدین گونه است که از یک کلید برای رمزنگاری و از کلید دیگری برای رمزگشایی استفاده می‌کند که همان رمزنگاری نامتقارن است. زمانی که شما عبارت HTTPS را در محل تایپ آدرس(URL) می‌بینید، بدین معناست که به‌ دور از چشمان شما، SSL در حال تامین ا‌منیت در اینترنت است.

بنابراین زمانی که امنیت شرط اول را می‌زند، وجود این چنین الگوریتم‌هایی و دانستن کاربرد‌شان می‌تواند این اطمینان خاطر را به ما بدهد که براحتی در اینترنت به کاوش بپردازیم.

جایپگاه رایانش کوانتومی در امنیت اطلاعات

مخفی سازی و گذاشتن رمز مربوط به امروز و دیروز نیست و تاریخچه ای کهن دارد. زیرا از زمان‌های قدیم همیشه مواردی ارزشمند وجود داشته که افرادی در پی به دست آوردن و سو استفاده از آن‌ها بوده و در برابر همین مورد، صاحبان و مکتشفان علوم نیاز به مخفی سازی را با رمز گذاری حل می‌کردند و این‌گونه بسیاری از مشکلات را از سر راه بر می‌داشتند و یا حداقل به تعویق می‌انداختند. رمزلند برای آگاهی شما مطلبی در مورد معرفی روش‌های رمزنگاری آماده کرده است.

تعریف رمز

رمزنگاری (Cryptography) علمی است که به کاوش و شناختن اصول و شیوه‌های انتقال یا ذخیره کردن اطلاعات به شکل ایمن (حتی اگر در مسیر انتقال اطلاعات و کانال‌های آن یا مکان ذخیره اطلاعات امنیتی نباشد) پرداخته می‌شود.

رمزنگاری به کارگیری تکنیک‌ ریاضیات برای بر قرار کردن امنیت اطلاعات می‌باشد. در واقع رمزنگاری دانش تغییر متن پیام یا اطلاعات به وسیله کلید رمز می‌باشد که این فرآیند با استفاده از یک الگوریتم رمز امکان پذیر است به شکلی که فقط شخصی که از کلید مربوطه و الگوریتم به کار رفته مطلع باشد توانایی استخراج اطلاعات اصلی از اطلاعات رمز شده را دارا باشد و دیگری که از یکی یا هر دوی آن‌ها مطلع نیست، توانایی دسترسی به اطلاعات را نداشته باشد.

آشنایی با تاریخچه رمزنگاری

رمز نگاری پیشرفته

به وجود آمدن رایانه، صنعت رمزنگاری و روش‌های آن را نیز متحول کرد چرا که کامپیوترها قدرت حل مسائل و الگوریتم های پیچیده‌تر را دارا هستند. پس می‌توان از روش های محاسباتی پیچیده و سخت‌تری بهره برد و امنیت اطلاعات را در سطح بالاتری تعریف کرد.

وجود کامپیوتر همچنین باعث به وجود آمدن تنوع بیشتر نیز گشت. زیرا قبل از آن فقط از حروف الفبا و در قالب متن برای این عملیات بهره یرده می‌شد اما امروز از بیت‌های اطلاعاتی و در چندین قالب نظیر صوت و تصویر و ویدیو نیز می‌توان استفاده کرد. معرفی روش‌های رمزنگاری به شناخت این عنوان بسیار کمک می‌کند.

بررسی روش‌های رمزنگاری

برای رمزنگاری، رمزگشایی و کلید رمز نیاز به الگوریتم ها و علم استفاده و به کارگیری در مورد آن‌ها دارید. برای شناخت ادامه مطلب را مطالعه نمایید.

الگوریتم‌های رمزنگاری

الگوریتم های رمز نگاری به دو دسته توابع بدون کلید و توابع مبتنی بر کلید تقسیم بندی می‌شود و به این صورت است:

1- توابع بدون کلید

• توابع درهم ساز
• تبدیل‌های یک‌طرفه

2- توابع مبتنی بر کلید

• الگوریتم کلید متقارن

رمزنگاری کلید متقارن یا تک کلیدی، نوعی از الگوریتم‌ها، پروتکل‌ها و سیستم‌های رمزنگاری را می‌گویند که در آن هر دو سوی رد و بدل کردن اطلاعات، از یک کلید رمز مشابه برای عملیات رمزگذاری و رمزگشایی بهره می‌برند. در این سیستم‌ ها یا کلیدهای رمزگذاری و رمزگشایی دقیقا مشابه هم هستند یا با ارتباطی بسیار ساده از هم قابل تشخیص و استخراج اند و رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات نیز دو پروسه عکس همدیگر تعریف می‌شود.

• الگوریتم کلید نامتقارن

در این شیوه از رمزنگاری، به جای استفاده از یک کلید مشترک از یک زوج کلید با عنوان کلید عمومی و کلید خصوصی استفاده می‌گردد. کلید خصوصی فقط در اختیار دارنده قرار می‌گیرد و همه امنیت رمزنگاری به محرمانگی کلید خصوصی وابسته است. کلید عمومی نیز در اختیار همه افرادی است که با دارنده آن مرتبط هستند.

• الگوریتم Hash

نوعی دیگر از رمزنگاری که بر پایه الگوریتم خاصی تعریف شده که برای هر نوع رمز کلید خاصی را تعریف می‌کند و کار کردن با آن نیازمند دانش و تجربه فراوان می‌باشد.

آشنایی با رمزنگاری کلید عمومی و خصوصی

امروزه در فضای مجازی برای اینکه امنیت داده‌ها به هنگام تبادل حفظ شوند، ضروری است که از رمزنگاری استفاده شود. با ما همراه باشید تا در مطلب پیش‌رو رمزنگاری با کلید عمومی و خصوصی را برای شما شرح دهیم.

قبل از اینکه وارداین بحث شویم لازم است به توضیح مختصری پیرامون رمزنگاری بپردازیم.

رمزنگاری

رمزنگاری عملی است که در ابتدا داده‌ها را به صورت رمز در می‌آورد و سپس آن‌ها را پس از گذراندن مراحلی به حالت عادی و قابل فهم خود برمی‌گرداند. رمزنگاری علاوه بر تأمین امنیت اطلاعات، امکان ذخیره‌سازی آن‌ها را فراهم می‌کند.

آشنایی با تاریخچه رمزنگاری

کلید عمومی و کلید خصوصی

در دنیای رمزنگاری آشنایی با دو مفهوم کلید عمومی و کلید خصوصی و نحوه کار آن‌ها از ابتدایی‌ترین مسائلی است که باید آموخته باشیم. از جمله مهم‌ترین عناصری که برای انجام کارهای رمزنگاری مورد نیاز است، داشتن کلید عمومی و کلید خصوصی می‌باشد. در ادامه با این دو مفهوم بیشتر آشنا خواهیم شد.

کلید عمومی (Public Key)

کلید عمومی رشته‌ای از اعداد و حروف مختلف می‌باشد. این کلید یک کد رمزنگاری شده است که از جمله کاربردهای آن دریافت ارزهای دیجیتال مثل بیت کوین و راستی‌آزمایی امضای دیجیتال می‌باشد. اساس کلید عمومی از کلید خصوصی است! این عبارت به چه معناست؟ معنای این عبارت این است که اگر کلید عمومی را به دلایلی فراموش کردیم می‌توانیم آن را طی محاسباتی به وسیله الگوریتم‌های مختلف از دل کلید خصوصی تولید کنیم.

اما سوالی که در اینجا مطرح می‌باشد این است که آیا با در دست داشتن کلید عمومی می‌توانیم به کلید خصوصی دسترسی داشته باشیم؟ در اینجا لازم است بگوییم درست است که با در دست داشتن کلید خصوصی می‌توانیم به کلید عمومی دست پیدا کنیم اما برعکس آن امکان‌پذیر نمی‌باشد چرا که اگر اینطور بود امنیت داده‌ها به خطر می‌افتاد.

کلید خصوصی (Private Key)

کلید خصوصی رشته‌ای از کاراکترهاست (اعداد و حروف مختلف) که به شکل رمزنگاری شده در آمده‌ است. کلید خصوصی در حقیقت همان کلیدی است که امکان دسترسی کاربر را برای داده‌های رمزنگاری شده که جزو حیاتی‌ترین اطلاعات یک سازمان‌اند، فراهم می‌کند. پس در نگه‌داری آن باید نهایت دقت را به خرج دهیم چراکه اگر غیر از این باشد و از راهی این کلید در اختیار افراد دیگری قرار گیرد، امنیت اطلاعات به خطر می‌افتد و ممکن است خسارات جبران‌ناپذیری را نیز به بار آورد.

رمزنگاری متقارن و نامتقارن

هر کدام از رمزنگاری متقارن و نامتقارن تعاریف متفاوتی دارند که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

رمزنگاری نامتقارن

رمزنگاری کلید عمومی که به آن رمزنگاری نامتقارن نیز می‌گوییم روشی از رمزنگاری است که در آن از دو کلید استفاده می‌شود. یکی برای رمزنگاری و دیگری برای رمزگشایی. در رمزنگاری نامتقارن، کاربر یک جفت کلید زیر را در اختیار دارد.

• کلید عمومی: کاربر از این کلید برای رمزنگاری اطلاعات و راستی‌آزمایی امضای دیجیتال استفاده می‌کند.
• کلید خصوصی: استفاده کاربر از کلید خصوصی برای رمزگشایی اطلاعات و امضای دیجیتال داده‌ها می‌باشد.

رمزنگاری متقارن

در رمزنگاری متقارن، هر دو عملیات رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات با یک کلید صورت می‌گیرد و این برخلاف رمزنگاری نامتقارن است. در دنیای امروز وقتی قصد داریم پیامی را که حاوی اطلاعات مهم و ارزشمند سازمانی است برای کسی در بستر اینترنت بفرستیم، لازم است بدانیم این پیام از کانال‌های مختلفی در شبکه عبور می‌کند تا به دست گیرنده برسد. بنابراین می‌توانیم با به کارگیری یکی از روش‌های تأمین امنیت اطلاعات که رمزنگاری با کلید عمومی و خصوصی است، امنیت داده‌های موجود در پیام را افزایش دهیم.