Ο Απόλυτος Οδηγός για το Προηγμένο Πρότυπο Κρυπτογράφησης (Advanced Encryption Standard – AES)

Η κρυπτογράφηση έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ιδιωτικότητά σας. Συχνά θεωρείται ως ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να διασφαλίσετε τα δεδομένα σας επειδή προσφέρει έναν ασφαλή τρόπο για τη μετάδοση ακόμα και των πιο ευαίσθητων δεδομένων, όπως κυβερνητικά αρχεία και στοιχεία προσωπικής υγείας.

Επειδή το χαρακτηριστικό της ασφάλειας έχει σιγά-σιγά εισχωρήσει στην καθημερινή προσδοκία των ανθρώπων με την εισαγωγή της κρυπτογραφημένης επικοινωνίας, όπως μέσω του Whatsapp, οι χρήστες τώρα απαιτούν κρυπτογράφηση από άκρο σε άκρο σχεδόν σε κάθε διαθέσιμη μέθοδο επικοινωνίας.

Λοιπόν, τι ακριβώς είναι η κρυπτογράφηση και γιατί είναι τόσο σημαντική για τον απλό χρήστη; Εδώ έχουμε συγκεντρώσει όλα όσα πρέπει να ξέρετε γι’ αυτή και γιατί θα πρέπει να της δώσετε την απαραίτητη σημασία.

Κρυπτογράφηση – Κωδικοποίηση Ιδιωτικών Δεδομένων

Κατά πάσα πιθανότητα έχετε ευαίσθητα προσωπικά δεδομένα, όπως οικονομικές πληροφορίες, στο τηλέφωνό σας, στο λάπτοπ, στο τάμπλετ ή σε οποιαδήποτε άλλη συσκευή. Χωρίς κρυπτογράφηση, οποιαδήποτε από αυτά τα προσωπικά δεδομένα μπορούν να πέσουν σε χέρια τρίτων ή να υποκλαπούν από κακόβουλα άτομα.

Όταν τα δεδομένα κρυπτογραφούνται, αναδιατάσσονται με τέτοιο τρόπο που γίνονται κυριολεκτικά ένα κείμενο χωρίς κανένα απολύτως νόημα, κάτι που αναφέρεται ως “κρυπτοκείμενο” ή ciphertext. Για να αποκτήσει πρόσβαση σ’ αυτές τις πληροφορίες, ο ενδιαφερόμενος θα πρέπει να διαθέτει το κλειδί της κρυπτογράφησης, το οποίο θα του επιτρέψει να αποκρυπτογραφήσει το μήνυμα και να το επαναφέρει στην αρχική του μορφή.

Αυτή τη στιγμή, τα υψηλότερα επίπεδα κρυπτογράφησης που είναι διαθέσιμα είναι τα 256-bit και τα 128-bit. Με απλά λόγια, τα bits αναφέρονται στο μέγεθος του κλειδιού κρυπτογράφησης, το οποίο λειτουργεί ως κωδικός πρόσβασης. Όσο μεγαλύτερο είναι το κλειδί, τόσο πιο δύσκολο είναι να σπάσει. Για να δούμε τα πράγματα στις αληθινές τους διαστάσεις, μια κρυπτογράφηση 128-bit χρησιμοποιείται από τις τράπεζες και το στρατό και είναι ένα τρισεκατομμύριο φορές ισχυρότερη από την κρυπτογράφηση 40-bit.

Δύο Μορφές Κρυπτογράφησης: Συμμετρική και Ασύμμετρη

Τόσο η κρυπτογράφηση συμμετρικού κλειδιού όσο και η κρυπτογράφηση ασύμμετρων κλειδιών προσφέρουν ασφάλεια για τα δεδομένα που μεταφέρονται μέσω του διαδικτύου. Ωστόσο, η ασύμμετρη κρυπτογράφηση δεν απαιτεί τη διανομή του ιδιωτικού κλειδιού σας, προσθέτοντας έτσι ένα επιπλέον επίπεδο ασφαλείας, ενώ οι συμμετρικοί αλγόριθμοι μπορεί να είναι γρηγορότεροι επειδή δεν απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ.

• Κρυπτογράφηση Συμμετρικού Κλειδιού
  Η κρυπτογράφηση συμμετρικού κλειδιού, γνωστό και ως μυστικό κλειδί, χρησιμοποιεί το ίδιο κλειδί για την κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση των δεδομένων. Αυτό το μυστικό κλειδί μοιράζεται μόνο ανάμεσα στον αποστολέα και στον παραλήπτη. Ωστόσο, αν κάποιο τρίτο άτομο αποκτήσει πρόσβαση σ’ αυτό το κλειδί, η κρυπτογράφηση θα παραβιαστεί και τα δεδομένα σας δεν θα είναι πλέον ασφαλή.
• Κρυπτογράφηση Ασύμμετρων Κλειδιών
  Αυτή η μέθοδος κρυπτογράφησης είναι επίσης γνωστή ως  αλγόριθμοι ασύμμετρων κλειδιών όπου χρησιμοποιούνται διαφορετικά κλειδιά για την κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση των δεδομένων. Χρησιμοποιώντας τόσο ένα ιδιωτικό κλειδί (γνωστό μόνο στον κάτοχό του) όσο και ένα δημόσιο κλειδί (γνωστό και από άλλους στο ίδιο δίκτυο), τα δεδομένα που κρυπτογραφούνται με ένα δημόσιο κλειδί μπορούν να αποκρυπτογραφηθούν μόνο με το αντίστοιχο ιδιωτικό κλειδί.

Το Προηγμένο Πρότυπο Κρυπτογράφησης – AES

Αρχικά αναφερόταν ως Rijndael, ενώ τα αρχικά AES είναι από τις Αγγλικές λέξεις “Advanced Encryption Standard”, δηλαδή Προηγμένο Πρότυπο Κρυπτογράφησης. Αποτελεί την πιο συνηθισμένη μέθοδο για την κρυπτογράφηση σημαντικών δεδομένων και χρησιμοποιείται από μεγάλους οργανισμούς, όπως από την Apple, τη Microsoft, ακόμη και από την NSA.

Χαρακτηριστικά Ασφαλείας του AES

Το AES είναι το κορυφαίο προηγμένο πρότυπο αλγορίθμου κρυπτογράφησης λόγω των ακόλουθων χαρακτηριστικών του:

• Ασφάλεια: Οι αλγόριθμοι AES έχουν την δυνατότητα να αντιστέκονται σε επιθέσεις πολύ καλύτερα από άλλες μεθόδους κρυπτογράφησης.
• Κόστος: Με σκοπό να κυκλοφορήσει σε μία παγκόσμια, μη αποκλειστική και χωρίς τέλη βάση, ο αλγόριθμος AES είναι αποδοτικός σε ό,τι αφορά την υπολογιστική μνήμη και ισχύ.
• Εφαρμογή: Ο αλγόριθμος AES είναι ευέλικτος και ιδιαίτερα κατάλληλος όταν εφαρμόζεται σε υλικό και λογισμικό, ενώ ταυτόχρονα είναι απλός στην εφαρμογή.

Αλγόριθμος Κώδικα Τμήματος (Block Cipher)

Αυτή η μέθοδος κρυπτογράφησης αποθηκεύει πληροφορίες χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο block cipher. Τα τμήματα (blocks) καθορίζουν την είσοδο ενός απλού κειμένου καθορισμένου μήκους (plaintext) και την έξοδο ενός κρυπτογραφημένου κειμένου (ciphertext), το οποίο μετράται σε bits. Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιεί AES 128-bit, υπάρχουν 128 bits κρυπτογραφημένου κειμένου που παράγονται ανά 128 bits απλού κειμένου.

Συνολικά, υπάρχουν τρεις κώδικες τμήματος (block ciphers) τους οποίους περιλαμβάνει το AES: τα AES-128, AES-192 και AES-256. Κάθε αλγόριθμος κρυπτογράφησης AES κρυπτογραφεί και αποκρυπτογραφεί δεδομένα σε τμήματα των 128 bits χρησιμοποιώντας τα κρυπτογραφικά κλειδιά των 128, 192 και 256 bits – με το 256-bit να είναι το πιο ασφαλές. για τα κλειδιά των 128-bit υπάρχουν 10 γύροι της διαδικασίας κρυπτογράφησης, 12 γύροι για τα κλειδιά 192-bit και 14 γύροι για τα κλειδιά των 256-bit. Ο αλγόριθμος AES είναι συμμετρικός, πράγμα που σημαίνει ότι χρησιμοποιείται το ίδιο κλειδί τόσο για την διαδικασία κρυπτογράφησης όσο και αποκρυπτογράφησης, έτσι ο αποστολέας και ο παραλήπτης ξέρουν ότι χρησιμοποιούν το ίδιο κλειδί.

AES έναντι DES: Μια Νέα Εποχή στην Κρυπτογράφηση

Το Πρότυπο Κρυπτογράφησης Δεδομένων (Data Encryption Standard ή DES) είναι βασικά ο προκάτοχος του AES. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η IBM ανέπτυξε το αρχικό DES, το οποίο υποβλήθηκε στο Εθνικό Γραφείο Προτύπων και χρησιμοποιήθηκε από την NSA. Τελικά, το DES έγινε ο τυπικός αλγόριθμος ασφαλείας που χρησιμοποιούσε η Κυβέρνηση των ΗΠΑ για 20 χρόνια, έως ότου το distributed.net συνεργάστηκε με το Ίδρυμα Ηλεκτρονικών Συνόρων (Electronic Frontier Foundation) και έσπασε δημοσίως την κρυπτογράφηση DES σε λιγότερο από 24 ώρες.

Το AES άρχισε να αναπτύσσεται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (National Institute of Standards and Technology – NIST) όταν έγινε πλέον φανερό ότι υπήρχε απόλυτη ανάγκη για έναν “διάδοχο” του DES αφού αυτό αποδείχτηκε ευάλωτο σε βίαιες επιθέσεις. Αυτός ο καινούργιος αλγόριθμος σχεδιάστηκε για να είναι εύκολος στην εφαρμογή του σε υλικό, λογισμικό και σε περιορισμένο περιβάλλον. Το AES δεν θα ήταν απόρρητο και θα είχε τη δυνατότητα να προστατεύει τα ευαίσθητα κυβερνητικά δεδομένα από διάφορες τεχνικές επιθέσεις. Το AES είναι τουλάχιστον έξι φορές γρηγορότερο ακόμη και από τριπλό DES.

Σύγκριση DES με AES

Συνηθισμένες Χρήσεις του AES

Πρώτα απ’ όλα, το AES προσφέρει σε οποιονδήποτε εμπορικό, μη εμπορικό, ιδιωτικό και δημόσιο οργανισμό ή μεμονωμένο άτομο τη δυνατότητα να το χρησιμοποιήσει δωρεάν. Δείτε στη συνέχεια και άλλες συνηθισμένες χρήσεις του αλγόριθμου AES:

• VPN

Τα Εικονικά Ιδιωτικά Δίκτυα (Virtual Private Networks – VPN) συνήθως χρησιμοποιούν το AES. Ένα VPN είναι ένα εργαλείο που σας δίνει τη δυνατότητα να διασφαλίσετε τη σύνδεσή σας στο διαδίκτυο αποστέλλοντας την διεύθυνσή σας ΙΡ σε έναν ασφαλή διακομιστή, τον οποίον λειτουργεί ο πάροχος της υπηρεσίας σε κάποιο άλλο μέρος του κόσμου. Τα VPN λειτουργούν ιδιαίτερα καλάΤα VPN λειτουργούν ιδιαίτερα καλά όταν συνδέεστε σε ένα ανοιχτό, μη ασφαλές δίκτυο, όπως για παράδειγμα, σε μία καφετέρια.

• Εργαλεία Αρχειοθέτησης και Συμπίεσης

Οποιοδήποτε αρχείο έχει συμπιεστεί για να μειωθεί το μέγεθός του και για να ελαχιστοποιηθεί ο αντίκτυπός του στον σκληρό σας δίσκο, είναι πολύ πιθανόν ότι βασίζεται σε λογισμικό που περιέχει κρυπτογράφηση AES. Πρόκειται συνήθως για αρχεία που μπορείτε να κατεβάσετε από το διαδίκτυο, όπως τα WinZip, 7 Zip και RAR.

• Κρυπτογράφηση Δίσκου ή Μέρους του Δίσκου

Αν έχετε κάποια εξοικείωση με το θέμα της κρυπτογραφίας και προσπαθείτε να είστε βέβαιοι ότι τα προσωπικά σας δεδομένα είναι ασφαλή, ίσως ξέρετε ότι το λογισμικό που χρησιμοποιείται για την κρυπτογράφηση του δίσκου σας ή μέρους του δίσκου σας περιλαμβάνει έναν αλγόριθμο AES. Προγράμματα λογισμικού όπως τα BitLocker, FileVault και CipherShed λειτουργούν όλα με AES για να διατηρήσουν το απόρρητο των δεδομένων σας.

• Άλλες Εφαρμογές

1. Εργαλεία Κωδικών Πρόσβασης: Τα εργαλεία για το Master Password είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση AES 256-bit για την προστασία της ασφάλειας των δεδομένων του χρήστη.
2. Βιντεοπαιχνίδια: Οι εταιρίες παιχνιδιών, όπως η Rockstar που έχει φτιάξει τα παιχνίδια του Grand Theft Auto χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση AES για να αποτρέπουν τους χάκερ να παραβιάζουν τους διακομιστές τους για πολλαπλούς παίκτες.
3. Εφαρμογές Messenger: Είναι ευρέως γνωστό ότι το WhatsApp κρυπτογραφεί τα μηνύματα που αποστέλλονται μέσω της εφαρμογής χρησιμοποιώντας AES.

Συμπέρασμα

Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, τα κρούσματα επιθέσεων στον κυβερνοχώρο γίνονται όλο και πιο συχνά. Προς το παρόν, δεν υπάρχει κανένας γνωστός τρόπος που να μπορεί να παραβιάσει την κρυπτογράφηση AES, καθιστώντας την έτσι την ισχυρή κινητήρια δύναμη για την ασφάλεια και εντελώς απαραίτητη για την προστασία των δεδομένων σας, αλλά και για τη μείωση του κινδύνου επιθέσεων. Η κρυπτογράφηση AES είναι ήδη ενσωματωμένη σε πολλά συστήματα υλικού και λογισμικού, και αν εφαρμοστεί πλήρως, οι δυνατότητές της φαίνονται σχεδόν απεριόριστες.