Блокчейн, що складається з ряду блоків даних, по суті є децентралізованою базою даних. Кожен з його блоків даних містить інформацію про мережеву транзакцію, яка використовується для перевірки достовірності його інформації та створення наступного блоку. Щоб забезпечити безпеку роботи блокчейну, розробникам важливо стати експертами з криптографії.

Визначення криптографії з симетричним ключем

Криптографія з симетричним ключем, також відома як симетрична криптографія, криптографія з закритим ключем і криптографія зі спільним ключем, є основним криптографічним алгоритмом у криптографії.

Симетричне шифрування в основному використовується для перетворення конфіденційних даних або інформації в складний зашифрований текст. Після отримання зашифрованого тексту одержувач повинен розшифрувати зашифрований текст за допомогою ключа шифрування та зворотного алгоритму того самого алгоритму, щоб отримати читабельний відкритий текст.

Як показано на малюнку вище, користувач A хоче надіслати відкритий текст 1 користувачеві B. Щоб уникнути витоку інформації, користувач A шифрує текст, додаючи ключ e (або множення e, e power та інші складні операції), щоб сформувати зашифрований текст 1e. Після того як користувач B отримує зашифрований текст, він/вона використовує операцію, зворотну методу криптографії, щоб розшифрувати зашифрований текст і отримати відкритий текст. Ми називаємо це симетричною криптографією.

Класифікація криптографії з симетричним ключем

Усі методи симетричної криптографії мають спільну рису – ключ, який використовується для шифрування та дешифрування, однаковий. Розвиток технологій ще більше розділив методи симетричної криптографії на одиночні шифри та блочні шифри. Останній розділяє відкритий текст на кілька груп для шифрування, і кінцеві результати шифрування залежать від конкретного вмісту кожного символу в одній групі.

Хоча ключі з однією послідовністю вимагають лише операцій з одним ключем T, а швидкість роботи набагато вища, ніж у блокових шифрів, найчастіше використовується блоковий шифр. Це тому, що блочні шифри більш безпечні, коли вони складені.

Загальні стандарти симетричної криптографії

Існує багато стандартів для алгоритмів симетричного шифрування, включаючи DES, 3DES, AES, TDEA, Blowfish і RC2, серед яких більш поширені DES, 3DES і AES.

Алгоритм DES

Алгоритм DES, випущений NBS Сполучених Штатів у 1977 році, є найпершим стандартом алгоритму симетричної криптографії. Він шифрує дані групами по 64 біта, а довжина ключа становить 56 бітів. Цей стандартний метод криптографії застосовувався протягом наступних 20 років, слугуючи наріжним каменем алгоритмів симетричної криптографії.

Алгоритм 3DES

3DES (або Triple DES) — це загальний термін для потрійного алгоритму шифрування даних (TDEA). Він шифрує кожен фрагмент даних тричі за допомогою трьох різних ключів.

Простіше кажучи, обчислювальна потужність сучасних комп’ютерів була значно покращена. Як результат, довжину ключа оригінального шифру DES можна легко зламати насильством. Саме на цьому тлі з’являється 3DES. Він забезпечує відносно простий метод, який застосовує алгоритм шифрування DES тричі до блоку даних. Хоча він сильніший, його відповідна швидкість роботи також сповільнюється. Тому можна сказати, що 3DES — це алгоритм шифрування, який переходить від DES до AES.

Алгоритм AES

Алгоритм AES був розроблений бельгійськими криптографами Джоаном Деменом і Вінсентом Райменом. Ось чому алгоритм AES також відомий як метод шифрування Rijndael. На даний момент це передовий стандарт шифрування в криптографії.

Випущений Національним інститутом стандартів і технологій (NIST) 26 листопада 2001 року, цей стандарт є одним із найпопулярніших алгоритмів у криптографії з симетричним ключем. Швидкий і надійний, він підтримує шифрування 128, 192, 256 і 512-бітних ключів.

Прийнятий на даний момент федеральним урядом США алгоритм AES також є заміною оригінального DES. AES був проаналізований багатьма сторонами та широко використовується в усьому світі.

Висновок

Симетрична криптографія використовується для шифрування великої кількості даних. Після кількох оновлень він забезпечує більш безпечне середовище, де дані та інформація передаються безпечно. Однак усі методи симетричного шифрування мають спільну рису, тобто ключ, який використовується для шифрування та дешифрування, однаковий. У результаті безпека методу симетричного шифрування залежить не лише від надійності самого алгоритму шифрування, але й від того, чи зберігається ключ у безпечному місці. Тобто, лише якщо і відправник, і одержувач повідомлення зберігають ключ у безпеці, можна забезпечити безпеку передачі даних.