| Гібридне шифрування — це метод шифрування, який поєднує асиметричне та симетричне шифрування для забезпечення високого рівня безпеки та ефективності. Гібридне шифрування використовує найкращі характеристики обох методів, щоб забезпечити оптимальну швидкість та захищеність даних. Принцип роботи гібридного шифрування: | |
| Шифрування симетричним ключем | Спочатку генерується випадковий симетричний ключ для шифрування самого повідомлення чи файлу. Оскільки симетричне шифрування є значно швидшим, цей ключ використовується для шифрування великих обсягів даних. |
| Шифрування симетричного ключа асиметричним шифруванням | Потім цей симетричний ключ шифрується за допомогою асиметричного шифрування, використовуючи відкритий ключ отримувача. Таким чином, відкритий ключ застосовується тільки до малих обсягів даних (симетричного ключа), що значно пришвидшує процес, ніж застосування асиметричного шифрування до всього повідомлення. |
| Передача зашифрованих даних | Відправник надсилає отримувачу два зашифровані компоненти: • Зашифровані дані (повідомлення чи файл, зашифровані за допомогою симетричного шифрування). • Зашифрований симетричний ключ (за допомогою асиметричного шифрування). |
| Розшифрування | Отримувач використовує свій закритий ключ для розшифрування симетричного ключа. Після цього він може розшифрувати основне повідомлення або файл, використовуючи цей симетричний ключ. |
Переваги гібридного шифрування
| Ефективність | • Асиметричне шифрування є повільним, тому його використовують лише для шифрування малого обсягу даних (симетричного ключа), тоді як основне повідомлення шифрується швидким симетричним шифруванням. • Це поєднання забезпечує швидкість симетричного шифрування та безпеку асиметричного шифрування. |
| Безпека | • Використання асиметричного шифрування для захисту симетричного ключа гарантує, що навіть якщо хтось перехопить зашифровані дані, він не зможе їх прочитати без доступу до закритого ключа. • Симетричний ключ застосовується лише для шифрування конкретних даних, тому сама передача даних здійснюється на основі захищеного каналу. |
| Широке застосування | Гібридне шифрування широко використовується в сучасних системах і протоколах, таких як протокол HTTPS, електронні платежі, VPN-з’єднання та інші. |
Недоліки гібридного шифрування
| Складність реалізації | • Хоча сам принцип гібридного шифрування досить простий, для його реалізації потрібна значна кількість обчислень, ніж для простого симетричного чи асиметричного шифрування. |
| Необхідність зберігання ключів | • Оскільки використовуються два типи ключів (симетричний і асиметричний), важливо правильно керувати та зберігати їх, щоб забезпечити безпеку системи. |
Застосування гібридного шифрування
| SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security) SSL і його оновлена версія TLS використовуються для забезпечення захищеного з’єднання між клієнтом (наприклад, веб-браузером) і сервером через Інтернет. Вони активно застосовують гібридне шифрування для створення зашифрованого каналу. | |
| Як це працює? | • Під час початкового з’єднання браузер і сервер виконують “рукостискання” (handshake). В цьому процесі вони використовують асиметричне шифрування для обміну публічними ключами. • Потім, за допомогою обміну ключами, генерується симетричний ключ (наприклад, AES), який використовується для подальшої зашифрованої передачі даних. • Далі всі дані між браузером і сервером шифруються за допомогою симетричного шифрування, що забезпечує високу швидкість передачі даних. |
| Переваги | • Швидкість передачі даних, забезпечена симетричним шифруванням. • Висока безпека, оскільки ключі для обміну використовують асиметричне шифрування. |
Наступний приклад застосування – вірутальні приватні мережі.
| VPN (Virtual Private Network) Віртуальні приватні мережі використовують гібридне шифрування для створення захищеного каналу між користувачем і сервером через Інтернет. | |
| Як це працює? | • При підключенні до VPN-сервера відбувається процес обміну ключами за допомогою асиметричного шифрування (наприклад, Diffie-Hellman або RSA). • Після цього генерується симетричний ключ, який використовується для шифрування всього трафіку, що передається через VPN-канал. |
| Переваги | • Безпечний доступ до ресурсів в мережі Інтернет. • Ефективна передача даних за допомогою симетричного шифрування. |
PGP (Pretty Good Privacy) теж можна вважати прикладом застосування гібридного шифрування.
| PGP (Pretty Good Privacy) для електронної пошти PGP — це програма для шифрування електронної пошти, яка використовує гібридну систему шифрування для захисту листів від несанкціонованого доступу. | |
| Як це працює? | • Користувач генерує пару ключів: публічний і закритий. Публічний ключ використовується для шифрування повідомлення, а закритий — для його розшифрування. • При відправці зашифрованого листа PGP генерує симетричний ключ, яким шифрується саме повідомлення. • Потім цей симетричний ключ шифрується за допомогою публічного ключа отримувача. • Отримувач використовує свій закритий ключ для розшифровки симетричного ключа і потім для розшифровки самого листа. |
| Переваги | • Висока безпека завдяки асиметричному шифруванню для захисту ключа. • Швидкість шифрування повідомлень забезпечена симетричним шифруванням. |
Звісно, варто зазначити, що гібридне шифрування може також застосовуватися і в блокчейн-технологіях.
| Криптографія в блокчейн-технологіях В блокчейн-системах, (наприклад, Bitcoin), також використовується гібридне шифрування для забезпечення безпеки транзакцій. | |
| Як це працює? | • Для створення підпису транзакції використовують асиметричне шифрування (наприклад, RSA чи ECC), щоб підписати відповідні транзакції. • Після цього транзакція, яка містить зашифровані дані, передається через мережу. • Для захисту особистих даних або великих блоків інформації може використовуватись симетричне шифрування. |
| Переваги | • Забезпечення автентифікації користувача та цілісності даних. • Підвищена швидкість обробки транзакцій завдяки симетричному шифруванню. |
В мобільних додатках також може застосовуватися гібридне шифрування.
| Шифрування в мобільних додатках Багато мобільних додатків для передачі повідомлень, таких як WhatsApp або Signal, використовують гібридне шифрування для захисту повідомлень та дзвінків користувачів. | |
| Як це працює? | • Для встановлення зашифрованого з’єднання між пристроями використовують асиметричне шифрування для обміну ключами. • Після цього встановлюється симетричний ключ, який використовується для шифрування повідомлень чи дзвінків. |
| Переваги | • Висока безпека переданої інформації. • Низька затримка та висока швидкість завдяки використанню симетричного шифрування для самих даних. |
В цьому відео поговоримо про:
00:00 Гібридне шифрування
02:18 Переваги гібридного шифрування
04:06 Недоліки гібридного шифрування
05:35 Приклади застосування гібридного шифрування