Криптограф гэж юу вэ?

Энгийн тодорхойлолт:

Бид өдөр бүр интернетээр мессеж илгээж, цахим банк ашиглаж, файл дамжуулж, нууц үгээрээ системд нэвтэрдэг. Эдгээр үйлдлийн үед мэдээллийг бусдын зөвшөөрөлгүй хандах, өөрчлөх, хуурамчаар үйлдэхээс хамгаалах шаардлагатай байдаг.

Криптограф (Cryptography) гэдэг нь мэдээллийн нууцлал, бүрэн бүтэн байдал, үнэн зөв байдлыг хамгаалахад ашигладаг математик арга, алгоритм болон протоколын цогц юм.

Энгийнээр хэлбэл, криптограф нь мэдээллийг зөвхөн зохих эрхтэй этгээд унших, мэдээлэл өөрчлөгдсөн эсэхийг шалгах, мөн илгээгчийн жинхэнэ эсэхийг баталгаажуулах боломжийг олгодог.

Жишээлбэл, та найздаа нууц мессеж илгээлээ гэж бодъё. Та мессежийг зөвхөн найз тань уншдаг, замдаа өөрчлөгдөөгүй, үнэхээр танаас ирсэн гэдэгт итгэлтэй байхыг хүснэ. Криптограф эдгээр шаардлагыг хангахад тусалдаг.

Криптографийн үндсэн зорилгууд

Криптографийн зорилгыг ойлгохын тулд дараах дөрвөн ойлголтыг мэдэх хэрэгтэй.

Нууцлал (Confidentiality)

Мэдээллийг зөвшөөрөлгүй этгээд уншихаас хамгаална.

Жишээлбэл, та интернетээр банкны мэдээллээ дамжуулах үед гуравдагч этгээд мэдээллийг замаас нь барьж авсан ч шифрлэгдсэн агуулгыг шууд унших боломжгүй байна.

Мэдээллийн бүрэн бүтэн байдал (Integrity)

Мэдээлэл дамжуулах эсвэл хадгалах явцад өөрчлөгдсөн эсэхийг илрүүлэхэд тусална.

Жишээлбэл, та 100,000 төгрөгийн гүйлгээ хийх хүсэлт илгээсэн байхад хэн нэгэн дүнг 1,000,000 төгрөг болгон өөрчлөхийг оролдвол хамгаалалтын механизм энэ өөрчлөлтийг илрүүлэх ёстой.

Үүнийг хангахад криптографийн хэш, MAC болон дижитал гарын үсэг зэрэг аргыг ашиглаж болно.

Таних баталгаажуулалт (Authentication)

Харилцаж байгаа хүн, төхөөрөмж эсвэл систем үнэхээр өөрийгөө гэж мэдүүлсэн этгээд мөн эсэхийг шалгана.

Жишээлбэл, сервер таны холбогдсон вебсайтын жинхэнэ сервер мөн эсэхийг гэрчилгээ болон криптографийн механизмаар баталгаажуулж болно.

Үл няцаах боломж (Non-repudiation)

Тодорхой нөхцөлд үйлдэл эсвэл гарын үсгийг хожим үндэслэлгүйгээр үгүйсгэх боломжийг хязгаарлахад тусална.

Жишээлбэл, дижитал гарын үсгийг зохих журмаар баталгаажуулснаар тухайн баримт бичигт тохирох хувийн түлхүүрээр гарын үсэг зурсан гэдгийг шалгаж болно.

Гэхдээ дижитал гарын үсэг дангаараа тухайн түлхүүрийг яг хэн ашигласныг бүх нөхцөлд бүрэн нотлохгүй. Түлхүүрийн эзэмшил, хамгаалалт болон бусад нотолгоо чухал.

Үндсэн ойлголтууд:

Шифрлэлт ба шифр тайлалт

• Шифрлэлт (Encryption) гэдэг нь мэдээллийг түлхүүр болон алгоритм ашиглан шифрлэгдсэн хэлбэрт хувиргах үйл явц юм.Тайлалт (Decryption) гэдэг нь тохирох түлхүүр болон алгоритм ашиглан шифрлэгдсэн мэдээллийг буцаан уншигдах хэлбэрт оруулах үйл явц юм.Үндсэн дараалал:Эх мэдээлэл → Шифрлэлт → Шифрлэгдсэн мэдээлэл → Тайлалт → Эх мэдээлэлЖишээ нь:
  • Эх мэдээлэл: Sain uu
  • Шифрлэлт: Sain uu → шифрлэгдсэн өгөгдөл
  • Тайлалт: шифрлэгдсэн өгөгдөл → Sain uu
  Энд шифрлэгдсэн өгөгдлийн дүрслэл нь зөвхөн ойлгуулах зорилготой жишээ юм. Бодит шифрлэлтийн үр дүн нь ашигласан алгоритм, түлхүүр болон бусад параметрээс хамаарна.Чухал: Шифрлэлт ба кодчилол (Encoding) нь ижил ойлголт биш. Кодчилол нь өгөгдлийг өөр дүрслэлд хувиргадаг бол шифрлэлт нь нууцлал хамгаалах зорилготой бөгөөд түлхүүр ашигладаг.

Криптографийн түлхүүр гэж юу вэ?

Криптографийн түлхүүр (Cryptographic Key) гэдэг нь криптографийн алгоритмын үйл ажиллагаанд ашиглагддаг тусгай өгөгдөл юм.

Түлхүүрийг хаалганы цоожтой зүйрлэж болно. Гэхдээ бодит криптографийн системд түлхүүр нь тодорхой урттай битүүдийн дараалал байдаг бөгөөд түүнийг аюулгүй үүсгэх, хадгалах, ашиглах нь маш чухал.

Криптографийн түлхүүрийн зохион байгуулалтаар хоёр үндсэн төрлийг авч үзье.

Симметрик криптограф (Symmetric Cryptography)

Симметрик криптографт мэдээллийг шифрлэх болон тайлахад нэг ижил нууц түлхүүр ашигладаг.

Жишээ: AES алгоритм.

Давуу тал:

• Их хэмжээний мэдээллийг хурдан шифрлэнэ.
• Файл, сүлжээний өгөгдөл зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг.

Анхаарах зүйл:

• Нууц түлхүүрийг харилцагч талд аюулгүй хүргэх эсвэл урьдчилан тохиролцох шаардлагатай.
• Түлхүүр алдагдвал тухайн түлхүүрээр хамгаалсан мэдээлэл эрсдэлд орно.

Нийтийн түлхүүрт криптограф (Public-key Cryptography)

Нийтийн түлхүүрт криптограф нь хоорондоо математик холбоотой хоёр түлхүүр ашигладаг:

• Нийтийн түлхүүр (Public Key): бусадтай хуваалцаж болно.
• Хувийн түлхүүр (Private Key): эзэмшигч нь нууцлан хамгаална.

Энэ төрлийн криптографийг мэдээлэл шифрлэх, түлхүүр тохиролцох болон дижитал гарын үсэг үүсгэх зэрэг өөр өөр зорилгоор ашигладаг.

Жишээлбэл, RSA алгоритм нь нийтийн түлхүүрт криптографийн нэг төрөл юм. Харин ECDH нь хоёр талд ижил нууц утга гарган авахад ашиглагддаг түлхүүр тохиролцох арга бөгөөд өөрөө мэдээлэл шифрлэх алгоритм биш.

Дижитал гарын үсгийн үед хувийн түлхүүрээр гарын үсэг үүсгэж, тохирох нийтийн түлхүүрээр шалгана.

Өдөр тутмын жишээнүүд:

Криптограф бидний өдөр тутам ашигладаг олон системийн нэг хэсэг болдог.

• Интернет банк: Банкны системтэй харилцах үед дамжуулж буй мэдээллийн нууцлал, бүрэн бүтэн байдал болон серверийн таних баталгаажуулалтыг хамгаалахад ашиглана.
• HTTPS вебсайт: TLS протокол нь криптографийн аргуудыг ашиглан веб хөтөч болон серверийн хоорондох холболтыг хамгаална.
• Мессежийн апп: Signal зэрэг аппликейшн төгсгөлөөс төгсгөл хүртэлх шифрлэлтийг ашиглаж, мессежийг илгээгч болон хүлээн авагчийн төхөөрөмж дээр унших боломжтой байхаар зохион байгуулдаг.
• Файл дамжуулах: Файлыг шифрлэж, дижитал гарын үсэг эсвэл баталгаажуулалтын механизмаар эх сурвалж болон бүрэн бүтэн байдлыг шалгаж болно.
• Дижитал гарын үсэг: Цахим баримт бичиг, программ хангамжийн шинэчлэлт болон бусад өгөгдлийн эх сурвалж, өөрчлөгдөөгүй байдлыг шалгахад ашиглана.

Криптограф хэрэглэж байгаа нь систем бүхэлдээ аюулгүй гэсэн баталгаа биш. Программын алдаа, төхөөрөмжийн халдвар, түлхүүрийн буруу хадгалалт болон хэрэглэгчийн алдаа зэрэг бусад эрсдэл хэвээр байж болно.

Криптографийн үүрэг дижитал эриний хувьд маш чухал бөгөөд бид өдөр бүр үүнийг ашиглаж байдаг ч ихэнхдээ анзаардаггүй!