För många rör ordet “kryptering” antagligen upp James Bond-liknande bilder av en skurk med en portfölj bunden till sin handled med kärnvapenuppskjutningskoder eller någon annan actionfilm.
I verkligheten använder alla krypteringsteknik dagligen. Även om de flesta förmodligen inte förstår “hur” eller “varför”, är det tydligt att datasäkerhet är viktigt, och kryptering är en central del av det.
Nästan varje datorenhet vi interagerar med dagligen använder någon form av krypteringsteknik. Så, hur fungerar kryptering och är kryptering säker?
Vad är kryptering?
Kryptering är en modern form av kryptografi som gör att en användare kan dölja information från andra.
Kryptering använder en komplex algoritm som kallas ett chiffer för att omvandla vanlig data (känd som klartext) till en serie till synes slumpmässiga tecken (känd som chiffertext) som är oläsliga för dem som inte har en speciell nyckel för att dekryptera den. De som har nyckeln kan dekryptera data för att se klartexten igen, snarare än den slumpmässiga teckensträngen i chiffertext.
Två av de mest använda krypteringsmetoderna är offentlig nyckel (asymmetrisk) kryptering och privat nyckel (symmetrisk) kryptering.
Båda krypteringsmetoderna tillåter användare att kryptera data för att dölja den för andra och sedan dekryptera den för att komma åt den ursprungliga klartexten. De skiljer sig dock åt i hur de hanterar stegen mellan kryptering och dekryptering.
Public Key Encryption
Public Key – eller asymmetrisk – kryptering använder mottagarens publika nyckel och en (matematiskt) matchande privat nyckel.
Till exempel:
Joe och Karen har båda nycklar till en låda. Joe har den publika nyckeln och Karen har en matchande privat nyckel. Joe kan använda sin offentliga nyckel för att låsa upp lådan och lägga saker i den, men han kan inte se föremål som redan finns där, och han kan inte heller ta ut något. Karens privata nyckel kan öppna lådan, se alla föremål inuti och ta bort dem som hon finner lämpligt.
Observera att Karen kan se och ta bort föremål från lådan, men hon kan inte lägga nya föremål i lådan så att Joe kan se.
För att det ska fungera måste Joe och Karen byta ut en ny uppsättning nycklar mot en ny låda. I det här fallet håller Karen den offentliga nyckeln och kan låsa upp lådan för att lägga ett nytt föremål i, medan Joes privata nyckel låter honom öppna lådan och se föremålen.
Privat nyckelkryptering
Privat nyckel – eller symmetrisk – kryptering skiljer sig från kryptering med offentlig nyckel i syftet med nycklarna. Det finns fortfarande två nycklar som behövs för att kommunicera, men var och en av dessa nycklar är nu i huvudsak densamma.
Till exempel har både Joe och Karen nycklar till den tidigare nämnda lådan, men i det här scenariot gör nycklarna samma sak. Båda kan nu lägga till eller ta bort saker från lådan.
När han talar digitalt kan Joe nu kryptera ett meddelande och dekryptera det med sin nyckel. Karen kan göra samma sak med sin.
Detta är ett förenklat sätt att överväga privat nyckelkryptering. Ofta använder webbsajter och tjänster både offentlig och privat nyckelkryptering för att säkra olika funktioner och bygga upp säkerhetslager i processen.
En kort historia om kryptering
När man talar om kryptering är det viktigt att göra skillnaden att all modern krypteringsteknik härrör från kryptografi.
I dess kärna är kryptografi handlingen att skapa och (försöka) dechiffrera en kod. Medan elektronisk kryptering är relativt nytt i det större sammanhanget, är kryptografi en vetenskap som går tillbaka till antikens Grekland.
Kredit: Scytale via Wikimedia Commons
Grekerna var det första samhället som krediterades med att använda kryptografi för att dölja känsliga uppgifter i form av det skrivna ordet, både för sina fiender och allmänhetens ögon.
Men grekerna var inte ensamma om att utveckla primitiva kryptografimetoder. Romarna följde efter genom att introducera vad som kom att kallas “Caesars chiffer”, ett substitutionschiffer som innebar att en bokstav ersattes med en annan bokstav som flyttades längre ner i alfabetet.
Till exempel, om nyckeln involverade ett högerskifte på tre, skulle bokstaven A bli D, bokstaven B skulle vara E, och så vidare. Caesar Cipher är en av de första formerna av kryptografi som många av oss introduceras för som barn.
Exempel på modern krypteringsteknik
Modern krypteringsteknik använder mer sofistikerade algoritmer och större nyckelstorlekar för att dölja krypterad data bättre. Ju större nyckelstorlek, desto fler möjliga kombinationer skulle en brute force-attack behöva köra för att dekryptera chiffertexten framgångsrikt.
När nyckelstorleken fortsätter att förbättras skjuter den tid det tar att knäcka kryptering med en brute force-attack i höjden.
Till exempel, medan en 56-bitarsnyckel och en 64-bitarsnyckel verkar lika i värde, är 64-bitarsnyckeln faktiskt 256 gånger svårare att knäcka än 56-bitarsnyckeln.
De flesta moderna krypteringar använder minst en 128-bitars nyckel, med vissa använder 256-bitars nycklar eller mer. För att sätta det i perspektiv skulle knäcka en 128-bitars nyckel kräva en brute force attack för att testa över 339.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 möjliga tangentkombinationer.
En av de största missbeteckningarna för krypteringsspråk kommer från skillnaderna mellan krypteringstyper (krypteringsalgoritmer) och deras respektive styrkor. Låt oss dela upp det:
Krypteringstyp: Krypteringstypen avser hur krypteringen slutförs. Till exempel är asymmetrisk kryptografi en av de vanligaste krypteringstyperna på internet. Krypteringsalgoritm: När vi diskuterar styrkan i krypteringen talar vi om en specifik krypteringsalgoritm. Algoritmerna är varifrån de intressanta namnen kommer, som Triple DES, RSA eller AES. Namn på krypteringsalgoritmer åtföljs ofta av ett numeriskt värde, som AES-128. Siffran hänvisar till krypteringsnyckelns storlek och definierar ytterligare styrkan på algoritmen.
Det finns några fler krypteringstermer du bör bekanta dig med som hjälper dig att utöka din kunskap om kryptering.
Det finns flera vanliga krypteringsalgoritmer att föredra på grund av styrkan och säkerheten. Du vet förmodligen mer om kryptering än du tror, särskilt några av namnen.
1. Data Encryption Standard (DES)
Data Encryption Standard är en original krypteringsstandard för amerikanska myndigheter. Det ansågs ursprungligen vara okrossbart, men ökningen av datorkraft och en minskning av hårdvarukostnaden har gjort 56-bitars kryptering i princip föråldrad. Detta gäller särskilt när det gäller känsliga uppgifter.
2. RSA
RSA är en av de första kryptografiska algoritmerna med offentlig nyckel. Den använder den envägs asymmetriska krypteringsfunktionen som förklaras ovan (och även i den länkade krypteringstermen ovan).
RSA är en framträdande krypteringsalgoritm. Det är en primär funktion i många protokoll, inklusive SSH, OpenPGP, S/MIME och SSL/TLS. Dessutom använder webbläsare RSA för att upprätta säker kommunikation över osäkra nätverk.
RSA är fortfarande otroligt populärt på grund av dess nyckellängd. En RSA-nyckel är vanligtvis 1024 eller 2048 bitar lång. Säkerhetsexperter tror dock att det inte kommer att dröja länge innan 1024-bitars RSA är knäckt, vilket får många myndigheter och företagsorganisationer att migrera till den starkare 2048-bitarsnyckeln.
3. Advanced Encryption Standard (AES)
Advanced Encryption Standard (AES) är nu den betrodda amerikanska regeringens krypteringsstandard.
Det är en symmetrisk nyckelalgoritm som kan generera nycklar i tre olika storlekar: 128, 192 eller 256 bitar. Dessutom finns det olika omgångar av kryptering för varje nyckelstorlek. En “runda” är processen att förvandla klartext till chiffertext. För 128-bitar finns det tio omgångar. 192-bitars har 12 omgångar och 256-bitars har 14 omgångar.
AES är en av de starkaste formerna av kryptering som finns tillgängliga för närvarande. När du läser “kryptering av militär kvalitet” på en produkt syftar det på AES. Även om det finns teoretiska attacker mot AES, kräver alla en nivå av datorkraft och datalagring som helt enkelt är omöjliga i den nuvarande eran.
Är kryptering säker att använda?
otvetydigt, svaret är ja.
Mängden tid, energianvändning och beräkningskostnad för att knäcka de flesta moderna kryptografiska teknologier gör försöket att bryta kryptering (utan nyckeln) till en dyr övning som relativt sett är meningslös.
Som sagt, kryptering har sårbarheter som till stor del ligger utanför teknikens kraft.
Bakdörrar: Oavsett hur säker krypteringen är, om någon infogar en bakdörr i koden kan någon förneka säkerheten. Bakdörrar för kryptering är en konstant diskussionspunkt för regeringar över hela världen, och blir ett särskilt hett ämne efter varje terroristattack. Det finns många anledningar till varför vi aldrig bör tillåta en regering att bryta kryptering. Hantering av privat nyckel: Modern nyckelkryptografi är extremt säker. Men mänskliga fel är fortfarande den största faktorn i de flesta säkerhetsfrågor. Ett fel som hanterar en privat nyckel kan exponera den för externa parter, vilket gör krypteringen oanvändbar. Ökad beräkningskraft: Med nuvarande datorkraft är de flesta moderna krypteringsnycklar omöjliga att knäcka. Som sagt, när processorkraften ökar måste krypteringstekniken hålla jämna steg för att ligga steget före kurvan. Regeringens påtryckningar: Tillsammans med bakdörrar för kryptering tillämpar vissa regeringar obligatoriska dekrypteringslagar som tvingar fängslade medborgare att lämna över privata krypteringsnycklar. Karaktären av viktiga upplysningslagar varierar från land till land. I USA skyddar det femte tillägget vittnen från självinkriminering, vilket gör obligatorisk nyckelavslöjande olaglig.
Bör du använda kryptering?
Det är egentligen inte frågan om du ska använda kryptering. Du använder kryptering varje dag för att komma åt din onlinebank, för att skicka meddelanden på WhatsApp och för att komma åt webbplatser på ett säkert sätt utan avlyssning.
En bättre fråga att överväga är “Vad skulle hända utan kryptering?”
Om författaren
Gavin Phillips (1012 publicerade artiklar)
Gavin är Junior Editor for Technology Explained, en regelbunden bidragsgivare till Really Useful Podcast och en frekvent produktrecensent. Han har en examen i samtida skrivande plundrad från kullarna i Devon, och mer än ett decennium av professionell skrivarerfarenhet. Han tycker om stora mängder te, brädspel och fotboll.
Mer från Gavin Phillips
Prenumerera på vårt nyhetsbrev
Gå med i vårt nyhetsbrev för tekniska tips, recensioner, free e-böcker och exklusiva erbjudanden!
Klicka här för att prenumerera
