Encryption — Шифрлэлт гэж юу вэ?

Шифрлэлт нь мессеж, зураг, баримт бичиг, файл болон сүлжээгээр дамжиж буй бүхий л өгөгдлийг хамгаалахад ашиглагддаг.

Шифрлэлт хэрхэн ажилладаг вэ?

Шифрлэлтийн үндсэн процесс дараах байдлаар ажиллана.

        Plaintext
      (Ил мэдээлэл)
            +
           Key
        (Түлхүүр)
            ▼
   Encryption Algorithm
  (Шифрлэлтийн алгоритм)
            ▼
        Ciphertext
  (Шифрлэгдсэн мэдээлэл)

Энд гурван үндсэн ойлголт бий.

1. Plaintext — Ил мэдээлэл

Plaintext гэдэг нь шифрлэлт хийхээс өмнөх анхны мэдээлэл юм. Энэ нь зөвхөн энгийн текст байх албагүй. Зураг, видео, файл болон бусад төрлийн өгөгдөл ч байж болно.

Жишээ нь, Бат Болорт дараах мессежийг илгээх гэж байна:

Маргааш 10:00 цагт уулзъя.

Энэ нь шифрлэлт хийхээс өмнөх plaintext юм.

2. Key — Криптографын түлхүүр

Түлхүүр нь алгоритм мэдээллийг хэрхэн шифрлэх, мөн тухайн мэдээллийг хэрхэн тайлахад ашиглагддаг криптографын утга юм.

Түлхүүрийн үүргийг хаалганы цоожны түлхүүртэй зүйрлэж болно. Гэхдээ криптографын түлхүүр нь энгийн төмөр түлхүүр биш, математик үйлдэлд ашиглагддаг битүүдийн дараалал юм.

Түлхүүрийг мэдэх нь зөвшөөрөгдсөн мэдээлэлд хандах боломжийг олгож болно. Тиймээс түлхүүрийг үүсгэх, хадгалах, хамгаалах нь криптограф системийн чухал хэсэг юм.

3. Encryption Algorithm — Шифрлэлтийн алгоритм

Алгоритм гэдэг нь ил мэдээлэл болон түлхүүрийг ашиглан шифрлэгдсэн мэдээлэл үүсгэдэг математик үйлдлүүдийн дүрэм юм.

Жишээлбэл:

• AES — их хэмжээний өгөгдлийг хурдан шифрлэхэд ашиглагддаг.
• RSA — тэгш хэмт бус криптографын алгоритм бөгөөд тодорхой нөхцөлд өгөгдөл шифрлэх эсвэл тоон гарын үсэг үүсгэхэд ашиглагддаг.
• ChaCha20 — өгөгдөл шифрлэхэд ашиглагддаг орчин үеийн алгоритм.

Эдгээр алгоритм өөр өөр математик аргачлал ашигладаг боловч бүгд криптографын тодорхой зорилгыг биелүүлэхэд зориулагдсан.

Шифрлэлтийн жишээ

Бат Болорт нууц мессеж илгээх гэж байна гэж төсөөлье.

Ил мэдээлэл:

HELLO

Сургалтын зориулалттай Caesar cipher хэмээх энгийн шифрт үсэг бүрийг гурван байрлалаар шилжүүлсэн гэж төсөөлье.

H → K
E → H
L → O
L → O
O → R

Ингэснээр:

Plaintext:  HELLO
Key:        3
Ciphertext: KHOOR

болно.

Энэ бол шифрлэлт хэрхэн ажилладгийг ойлгуулах энгийн жишээ юм. Caesar cipher нь маш амархан эвдэгддэг тул бодит мэдээллийг хамгаалахад тохиромжгүй.

Орчин үеийн AES зэрэг алгоритм нь үсгийг зүгээр шилжүүлэхээс илүүтэй нарийн төвөгтэй математик үйлдлүүдийг ашиглан битийн түвшинд хувиргалт хийдэг.

Шифрлэлт яагаад хэрэгтэй вэ?

Шифрлэлтийн гол зорилго нь confidentiality буюу мэдээллийн нууцлалыг хамгаалах юм.

Жишээлбэл, Бат Болорт нууц мессеж илгээхэд гуравдагч этгээд сүлжээгээр дамжиж буй өгөгдлийг барьж авсан ч шаардлагатай түлхүүргүйгээр ил мэдээллийг уншиж чадахгүй байх ёстой.

Гэхдээ зөвхөн шифрлэлт ашигласнаар мэдээллийг хэн илгээснийг заавал баталгаажуулна гэсэн үг биш. Илгээгчийн жинхэнэ эсэхийг батлахын тулд тоон гарын үсэг зэрэг нэмэлт механизм шаардлагатай байж болно.

Шифрлэлтийн үед анхаарах зүйлс

• Криптографын түлхүүрийг бусдад алдахгүй хамгаалах.
• Найдвартай, орчин үеийн алгоритм ашиглах.
• Түлхүүрийг таахад хялбар утгаар үүсгэхгүй байх.
• Алгоритмын шаардлагад нийцсэн nonce эсвэл IV зэрэг нэмэлт утгыг зөв ашиглах.

Гол санаа: Encryption нь ил мэдээллийг түлхүүр болон алгоритм ашиглан шифрлэгдсэн хэлбэрт хувиргаж, зөвшөөрөлгүй хүн мэдээллийг уншихаас хамгаалдаг.