10 stycznia 2025

Szyfrowanie danych: Jak to działa i dlaczego Twoja firma tego potrzebuje?

Twoje urządzenia przechowują duże ilości wrażliwych informacji, takich jak dokumenty, zdjęcia, hasła do logowania do bankowości internetowej, adresy email czy nawet dane medyczne. Wyobraź sobie, że zgubiłeś jedno z takich urządzeń lub zostało skradzione. Osoba, która wejdzie w jego posiadanie będzie miała dostęp do wszystkich tych danych. Jak temu zapobiec? Odpowiedzią jest szyfrowanie. Pomaga chronić Cię w takich sytuacjach zapewniając, że nieupoważnione osoby nie mogą zdobyć ani zmodyfikować Twoich danych.

Szyfrowanie danych jest podstawą cyberbezpieczeństwa, przekształcając czytelne informacje w nieczytelny format, aby chronić je przed nieautoryzowanym dostępem. Dowiedz się, jak działa szyfrowanie, jakie są kluczowe algorytmy, takie jak AES i RSA, oraz jak zastosować te narzędzia do zabezpieczenia danych organizacji - niezależnie od tego, czy są one przechowywane na serwerach, czy przesyłane przez sieci.

Szyfrowanie danych: Jak to działa?

Szyfrowanie zabezpiecza dane poprzez konwersję czytelnych informacji (zwykłego tekstu) na niezrozumiały format (szyfrogram) przy użyciu algorytmów i kluczy szyfrujących. Na przykład wiadomość e-mail zawierająca poufne dane biznesowe może zostać przekształcona w ciąg pozornie losowych znaków, który jest bez znaczenia bez odpowiedniego klucza do jego odszyfrowania.

Szyfrowanie ma zastosowanie do dwóch krytycznych stanów danych:

Dane w spoczynku: Przechowywane dane, takie jak w bazach danych, na dyskach twardych lub w chmurze.
Dane w ruchu: Informacje przesyłane między urządzeniami, takie jak e-maile lub transfery plików.

Algorytmy szyfrowania wykorzystują formuły matematyczne do zabezpieczenia danych. Mimo że zaszyfrowane dane mogą wyglądać na przypadkowe i zagmatwane, w rzeczywistości są one zgodne z określonym wzorem i „mają sens” w ustrukturyzowany sposób. Algorytmy te działają z kluczami szyfrującymi, aby przekształcić dane w szyfrogram i z powrotem w czytelną formę (zwykły tekst).

Gdy ktoś szyfruje dane, odbiorca potrzebuje odpowiedniego klucza, aby je odszyfrować. Dzięki temu tylko upoważnione osoby mogą uzyskać dostęp do poufnych informacji, nawet jeśli komuś innemu uda się je przechwycić. Jednym z powszechnych zagrożeń są ataki typu brute-force, w których hakerzy próbują odgadnąć klucz deszyfrujący.

Oto krok po kroku, jak działa szyfrowanie:

Zwykły tekst: Proces rozpoczyna się od czytelnych informacji, takich jak wiadomości e-mail, dane klientów lub dokumentacja finansowa.
Algorytm szyfrowania: Algorytm matematyczny, taki jak AES (Advanced Encryption Standard), jest stosowany do szyfrowania danych.
Klucz szyfrowania: Unikalny klucz szyfrowania (można go porównać do hasła) jest wykorzystywany przez algorytm do przekształcenia tekstu jawnego w szyfrogram, czyli nieczytelną, zakodowaną wersję oryginalnych danych.
Szyfrogram: Po zaszyfrowaniu dane stają się szyfrogramem i są bezpiecznie przechowywane lub przesyłane. Bez klucza deszyfrującego informacje te są nie do odczytania dla nieautoryzowanych użytkowników.
Deszyfrowanie: Autoryzowani użytkownicy z prawidłowym kluczem deszyfrującym mogą odwrócić proces szyfrowania, przekształcając szyfrogram z powrotem w czytelny zwykły tekst.

Przykład

Wyobraźmy sobie instytucję finansową szyfrującą informacje o karcie kredytowej klienta przechowywane na jej serwerach. Nawet jeśli haker włamie się do sieci, otrzyma jedynie plik z niezrozumiałym ciągiem znaków. Nie będzie w stanie odczytać ani wykorzystać zaszyfrowanych danych bez klucza deszyfrującego. Szyfrowanie zapewnia ochronę poufnych informacji, nawet podczas potencjalnego naruszenia danych.

Rola kluczy szyfrujących

Klucze szyfrujące mają fundamentalne znaczenie dla procesu szyfrowania, działając jako tajny składnik, który umożliwia przekształcenie czytelnych danych w nieczytelny format i odwrotnie.

Co to jest klucz szyfrowania?

Klucz szyfrowania to unikalna informacja używana przez algorytmy szyfrowania do kodowania i dekodowania danych. Klucze zazwyczaj nie są obiektami fizycznymi, ale konstrukcjami cyfrowymi.

Oto krótki przegląd tego, jak mogą wyglądać i jak działają:

Reprezentacja cyfrowa: Większość kluczy szyfrujących ma postać cyfrową, reprezentowaną jako ciągi znaków lub liczb. Na przykład klucz AES może być długim ciągiem cyfr binarnych lub liczb szesnastkowych. Format zależy od algorytmu i długości klucza (np. 128-bitowy, 192-bitowy lub 256-bitowy dla AES).
Pliki kluczy: W niektórych przypadkach klucze szyfrowania są przechowywane w plikach, które mogą mieć określony format w zależności od używanego oprogramowania lub systemu. Pliki te są zazwyczaj chronione dodatkowymi środkami bezpieczeństwa i mogą być przesyłane lub archiwizowane cyfrowo.
Pary kluczy: W przypadku szyfrowania asymetrycznego (takiego jak RSA) klucze występują w parach: klucz publiczny i klucz prywatny. Klucz publiczny jest udostępniany otwarcie, podczas gdy klucz prywatny jest bezpieczny i poufny. Pary te są również reprezentowane cyfrowo.
Sprzętowe moduły bezpieczeństwa (HSM): W celu zwiększenia bezpieczeństwa klucze szyfrowania mogą być zarządzane przez wyspecjalizowane urządzenia sprzętowe znane jako sprzętowe moduły bezpieczeństwa. Moduły HSM fizycznie zabezpieczają klucze i wykonują operacje szyfrowania. Przepisy takie jak RODO, HIPAA i PCI DSS często wymagają solidnych praktyk zarządzania kluczami, a moduły HSM mogą pomóc w zapewnieniu zgodności.
Inteligentne karty i tokeny USB: Są to fizyczne urządzenia, które bezpiecznie przechowują klucze szyfrowania. Zazwyczaj zawierają mikroprocesor lub układ pamięci, który przechowuje klucze szyfrowania i inne informacje dotyczące bezpieczeństwa. Gdy trzeba użyć tych kluczy - czy to do logowania, podpisywania dokumentów, czy szyfrowania danych - urządzenie wykonuje operację bez ujawniania samego klucza.

Rodzaje i poziomy szyfrowania danych

Szyfrowanie symetryczne vs. asymetryczne

Systemy szyfrowania dzielą się na dwie główne kategorie: symetryczne i asymetryczne.

SZYFROWANIE SYMETRYCZNE

Szyfrowanie symetryczne wykorzystuje pojedynczy klucz zarówno do szyfrowania, jak i deszyfrowania, co oznacza, że zarówno nadawca, jak i odbiorca mają ten sam tajny klucz.

Jest ono bardzo wydajne i idealne do szyfrowania dużych ilości danych, ale wyzwaniem jest bezpieczna dystrybucja klucza. Jeśli klucz zostanie przechwycony, zaszyfrowane dane zostaną przechwycone.

AES (Advanced Encryption Standard): AES jest najczęściej stosowanym algorytmem szyfrowania symetrycznego. Występuje w różnych długościach klucza: 128, 192 i 256 bitów. AES-256 jest uważany za złoty standard ochrony danych w spoczynku ze względu na jego silną odporność na ataki brute-force. Jest używany do szyfrowania baz danych, dysków twardych i przechowywania danych w chmurze ze względu na jego wydajność i równowagę bezpieczeństwa. Na przykład, AES-256 jest powszechnie stosowany do ochrony danych klientów w branży opieki zdrowotnej i finansowej.

SZYFROWANIE ASYMETRYCZNE

Szyfrowanie asymetryczne, znane również jako kryptografia klucza publicznego, wykorzystuje dwa oddzielne klucze - klucz publiczny do szyfrowania danych i klucz prywatny do ich odszyfrowania. Klucz publiczny może być udostępniany otwarcie, ale tylko posiadacz klucza prywatnego może odszyfrować dane. Sprawia to, że szyfrowanie asymetryczne jest bezpieczniejsze w przypadku przesyłania danych przez niezaufane sieci, takie jak Internet, ponieważ nie ma potrzeby udostępniania deszyfrowania.

RSA (Rivest-Shamir-Adleman): RSA jest szeroko stosowanym algorytmem asymetrycznym, często używanym w połączeniu z TLS (Transport Layer Security) do zabezpieczania ruchu internetowego i podpisów cyfrowych. RSA zapewnia doskonałe bezpieczeństwo, ale jest wolniejszy niż szyfrowanie symetryczne.

Standardy szyfrowania danych

Standardy szyfrowania danych różnią się pod względem poziomu bezpieczeństwa i wydajności. Oto krótki przegląd niektórych kluczowych algorytmów:

Data Encryption Standard (DES): Kiedyś podstawa szyfrowania symetrycznego, obecnie uważany za przestarzały ze względu na 56-bitową długość klucza, która jest podatna na ataki typu brute-force. Został on w dużej mierze zastąpiony przez silniejsze algorytmy, takie jak AES.

Advanced Encryption Standard (AES): AES zastąpił DES i jest uważany za znacznie bezpieczniejszy. AES-256, z 256-bitową długością klucza, jest wysoce odporny na wszystkie znane formy ataku, co czyni go domyślnym wyborem do szyfrowania poufnych danych. Jest szybki i wydajny zarówno w zastosowaniach sprzętowych, jak i programowych, od szyfrowania dysków po bezpieczną komunikację.

Potrójny DES (3DES): Ulepszenie DES, 3DES szyfruje dane trzykrotnie przy użyciu różnych kluczy w celu zwiększenia bezpieczeństwa. Chociaż jest bezpieczniejszy niż DES, 3DES jest znacznie wolniejszy niż AES, a jego użycie jest obecnie przestarzałe.

RSA (Rivest-Shamir-Adleman): RSA to asymetryczny algorytm szyfrowania, który opiera się na matematycznej trudności faktoryzacji dużych liczb pierwszych. Wykorzystuje on parę kluczy do bezpiecznej transmisji danych i podpisów cyfrowych. Jest szeroko stosowany w różnych protokołach bezpieczeństwa, w tym TLS, w celu ułatwienia szyfrowanej komunikacji.

TLS (Transport Layer Security): TLS to protokół zaprojektowany w celu zabezpieczenia komunikacji w sieci. Wykorzystuje on różne algorytmy szyfrowania, w tym RSA i AES, w celu ochrony przesyłanych danych. Chociaż TLS sam w sobie jest protokołem, a nie algorytmem szyfrowania, ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznego przeglądania stron internetowych i innych działań online.

Szyfrowanie typu end-to-end (E2EE)

Szyfrowanie typu end-to-end zapewnia, że dane są szyfrowane po stronie nadawcy i mogą zostać odszyfrowane dopiero po dotarciu do odbiorcy. Nawet dostawca usług nie może uzyskać dostępu do treści. To rozwiązanie jest powszechnie stosowane w aplikacjach do przesyłania wiadomości, takich jak WhatsApp lub Signal, aby uniemożliwić nieupoważnionym stronom trzecim odczytanie treści wiadomości podczas transmisji. Ciekawostka: Być może zaskoczy Cię fakt, że Slack, popularna aplikacja do przesyłania wiadomości biznesowych, nie korzysta z E2EE!

Dla firm E2EE ma kluczowe znaczenie dla ochrony własności intelektualnej lub wrażliwych danych podczas komunikacji. Bez tej ochrony, nawet jeśli haker przechwyci dane, nie będzie w stanie ich odszyfrować bez odpowiedniego klucza deszyfrującego.

Szyfrowanie danych w spoczynku i w ruchu

Ważne jest, aby zrozumieć, że dane istnieją w dwóch kluczowych stanach - w spoczynku i w ruchu - z których każdy ma swój własny zestaw zagrożeń. Aby zapewnić bezpieczeństwo firmy, należy zająć się obydwoma.

Dane w spoczynku: Ochrona przechowywanych informacji

Dane w spoczynku odnoszą się do informacji, które są gdzieś przechowywane - na serwerach, w bazach danych, na dyskach twardych lub w chmurze. Nawet jeśli dane te nie są aktywnie przenoszone, nadal są podatne na nieautoryzowany dostęp.

Przykład

Rozważmy firmę, która przechowuje dane swoich klientów w opartym na chmurze systemie CRM. Dane te, choć nie są aktywnie wykorzystywane, są cenne i muszą być chronione. Szyfrowanie danych w spoczynku przy użyciu silnych algorytmów, takich jak AES-256, gwarantuje, że nawet jeśli atakujący uzyska dostęp do systemu pamięci masowej, dane pozostaną nieczytelne bez odpowiedniego klucza deszyfrującego.

Dane w ruchu: Zabezpieczanie przesyłanych informacji

Dane w ruchu to informacje, które są aktywnie przesyłane - niezależnie od tego, czy przemieszczają się przez Internet, sieci wewnętrzne, czy między częściami usługi w chmurze. Ten rodzaj danych jest szczególnie narażony na przechwycenie, co czyni go głównym celem cyberataków.

Przykład

Wyobraź sobie, że Twoja firma regularnie wysyła dane transakcji finansowych do procesora płatności. Podczas transferu dane te mogą zostać przechwycone przez złośliwe podmioty. Szyfrując dane w tranzycie za pomocą protokołów takich jak TLS, zapewniasz, że nawet jeśli dane zostaną przechwycone, pozostaną bezpieczne i niemożliwe do odczytania.

Dlaczego należy szyfrować oba rodzaje danych

Szyfrowanie zarówno danych w spoczynku, jak i w ruchu ma kluczowe znaczenie, ponieważ każdy stan jest narażony na inne zagrożenia. Dane w spoczynku są zagrożone nieautoryzowanym dostępem, podczas gdy dane w ruchu mogą zostać przechwycone lub zmanipulowane. Aby w pełni chronić swoje wrażliwe dane, musisz mieć silne szyfrowanie w obu przypadkach.

Samo szyfrowanie nie wystarczy do ochrony danych. Powinno być częścią szerszej strategii, obejmującej kontrolę dostępu, DLP i monitorowanie.

Zwiększ bezpieczeństwo z Safetica DLP

Safetica oferuje kompleksowe rozwiązanie DLP, które łączy szyfrowanie z zaawansowaną ochroną danych, zapewniając pełne bezpieczeństwo firmy. Safetica pomaga identyfikować, monitorować i chronić poufne dane na wszystkich urządzeniach końcowych. Niezależnie od tego, czy dane są w spoczynku, w ruchu, czy w użyciu, Safetica oferuje narzędzia, które:

Zapobiegają wyciekom danych: Monitorują przepływ danych, identyfikując zagrożenia zanim staną się poważne.
Zwiększają zgodność: Ułatwiają spełnianie wymogów prawnych jak RODO, HIPAA, PCI DSS.
Wdrażają polityki Zero Trust: Umożliwiają szczegółową kontrolę dostępu i monitorowanie działań użytkowników, zapewniając dostęp do danych tylko upoważnionym osobom.

Integrując Safetica DLP z Twoją strategią bezpieczeństwa, dodajesz dodatkowe warstwy ochrony, czyniąc firmę bardziej odporną na nowoczesne zagrożenia.

Dowiedz się więcej o Safetica: