Кіріспе

Шифрлау бағдарламалық жасақтамасы – цифрлық ақпаратқа рұқсатсыз қол жеткізуді болдырмау үшін криптографияны қолданатын бағдарламалық жасақтама. Криптография компьютерлердегі цифрлық ақпаратты, сондай-ақ Интернет арқылы басқа компьютерлерге жіберілетін цифрлық ақпаратты қорғау үшін пайдаланылады.

Жіктеу

Шифрлауды қамтамасыз ететін көптеген бағдарламалық өнімдер бар. Бағдарламалық шифрлау мазмұнды шифрланған мәтінге айналдыру үшін шифрды қолданады. Мұндай бағдарламалық жасақтаманы жіктеудің бір жолы – қолданылған шифр түрі. Шифрларды екі санатқа бөлуге болады: ашық кілт шифрлары (симметриялық емес шифрлар деп те аталады) және симметриялық кілт шифрлары. Шифрлау бағдарламалық жасақтамасы ашық кілт немесе симметриялық кілт шифрлауына негізделуі мүмкін. Бағдарламалық шифрлауды жіктеудің тағы бір жолы – оның мақсатын анықтау. Осы тәсілді қолдану арқылы бағдарламалық шифрлауды «жолдағы деректерді» шифрлейтін және «сақталынатын деректерді» шифрлейтін бағдарламалық жасақтама деп жіктеуге болады. Жолдағы деректер көбінесе ашық кілт шифрларын пайдаланады, ал сақталынатын деректер көбінесе симметриялық кілт шифрларын пайдаланады. Симметриялық кілт шифрларын ағынды шифрлар мен блок шифрларға бөлуге болады. Ағынды шифрлар әдетте ашық мәтінді бір бит немесе байттан бастап шифрлейді және көбінесе аудио және бейне сияқты нақты уақыт байланысын шифрлеу үшін қолданылады. Кілт кілт ағыны генераторының бастапқы күйін орнату үшін қолданылады, ал генератордың нәтижесі ашық мәтінді шифрлеу үшін пайдаланылады. Блок шифрлеу алгоритмдері ашық мәтінді белгілі бір өлшемдегі блоктарға бөліп, бір уақытта бір блоктан шифрлейді. Мысалы, AES 16 байттық блоктарды өңдейді, ал оның алдыңғы нұсқасы DES сегіз байттық блоктарды шифрлейді. Сондай-ақ, PKI жолдағы немесе сақталынатын деректерді шифрлеу үшін қолданылатын жағдайлар бар.

Транзит бойынша деректер

Транзиттегі деректер – компьютерлік желі арқылы жіберіліп жатқан деректер. Деректер екі нүкте арасында жүрген кезде, кез келген құпия ақпарат осал болуы мүмкін. Жүктеме (құпия ақпарат) оның құпиялылығымен қатар, тұтастығы мен дұрыстығын қамтамасыз ету үшін шифрлануы мүмкін. Көбінесе транзиттегі деректер бір-бірін танымайтын екі тарап арасында болады, мысалы, веб-сайтқа кірген кезде. Ондай жағдайда, байланыс орнату және алмасылатын ақпаратты қорғау үшін шифрлау кілтін қауіпсіз түрде бөлісуге арналған рөлдер, саясаттар және процедуралар жиынтығы жасалған; ол – ашық кілт инфрақұрылымы немесе PKI деп аталады. PKI қауіпсіз қосылысты орнатқаннан кейін, симметриялық кілтті екі нүкте арасында бөлісуге болады. Симметриялық кілт жеке және ашық кілттерге қарағанда тиімдірек, себебі симметриялық шифр асимметриялық шифрдан гөрі көптеген процессор циклдарын қажет етпейді. Транзитте деректерді шифрлаудың IPsec, SCP, SFTP, SSH, OpenPGP және HTTPS сияқты бірнеше әдістері бар.

Тынығудағы деректер

Тұрақты сақтаудағы деректер тұрақты жадқа сақталған деректерді білдіреді. Тұрақты сақтаудағы деректер көбінесе симметриялық кілтпен шифрланады. Шифрлау сақтау стегінің әртүрлі деңгейлерінде қолданылуы мүмкін. Мысалы, шифрлауды диск деңгейінде, дискінің бір бөлігі болып табылатын бөлімде, дискілердің немесе бөлімдердің комбинациясынан құралған томда, файлдық жүйенің деңгейінде немесе дерекқоры немесе басқа қолданбалар сияқты пайдаланушы кеңістігіндегі қолданбаларда конфигурациялауға болады. Толық диск шифрлау кезінде бүкіл диск шифрланады (шифрланбаған жүктеу/алдын ала жүктеу бөлімін пайдаланбағанда дискке қол жеткізу немесе оны іске қосу үшін қажетті биттерді қоспағанда). Дискілерді бірнеше бөлімге бөлуге болады, сондықтан бөлім шифрлау жеке диск бөлімдерін шифрлеу үшін қолданылуы мүмкін. Екі немесе одан көп бөлімдерді біріктіру арқылы құрылған томдарды томдық шифрлау арқылы шифрлеуге болады. Бір немесе бірнеше бөлімдерден тұратын файлдық жүйелерді файлдық жүйе деңгейінде шифрлау арқылы шифрлеуге болады. Директориялар, олардың ішіндегі файлдар шифрланған кезде шифрланған деп есептеледі. Файл шифрлау бір файлды шифрлейді. Дерекқор шифрлауы сақталуға тиіс деректерге әсер етеді, шифрланбаған ақпаратты қабылдайды және деректер шифрланғаннан кейін ғана осы ақпаратты тұрақты жадқа жазады. Құрылғы деңгейіндегі шифрлау – бұл шифрлау мүмкіндігі бар таспалық жетектерді де қамтитын, шамалы беймағына термин, ол шифрлау міндеттерін процессордан (CPU) босату үшін қолданылуы мүмкін.

Демалыс жағдайындағы деректердің транзиті

Қауіпсіз қосылым құру мүмкін болмаған жағдайда, сақталып тұрған деректерді қауіпсіз жеткізу қажеттілігі туындағанда, осы қажеттілікті қанағаттандыру үшін пайдаланушы кеңістігіндегі құралдар жасалды. Бұл құралдар қабылдаушының ашық кілтін жариялауына және жіберушінің осы ашық кілтті алуына сүйенеді. Содан кейін жіберуші ақпаратты шифрлеу үшін симметриялық кілтті жасап, ақпаратты және симметриялық кілтті қауіпсіз жеткізу үшін қабылдаушының ашық кілтін пайдаланады. Бұл бір тараптан екінші тарапқа ақпаратты қауіпсіз түрде жеткізуге мүмкіндік береді.

Өнер көрсету

Шифрлау бағдарламалық құралдарының тиімділігі CPU жылдамдығымен салыстырылады. Сондықтан, бір байтқа жұмсалатын циклдар (кейде cpb деп қысқартылады), микропроцессордың өңделген бір байт дерек үшін қажет болатын сағаттық циклдар санын көрсететін өлшем бірлігі, әдетте қолданылады. Байтқа жұмсалатын циклдар криптографиялық функциялардың нақты өмірдегі тиімділігінің шамалы көрсеткіші болып табылады. Қолданбалар өздерінің шифрлауын ұсынуы мүмкін, соның ішінде Microsoft SQL, Oracle және MongoDB сияқты дерекқоры қолданбалары, және көбінесе тиімділік үшін CPU циклдарын тікелей пайдалануға негізделген. Бұл жиі ұйымдардағы және олардың серіктестері арасындағы деректердің жылдамдығы мен көлеміне әсер ететін қауіпсіздік пен нормативтік талаптарды орындаудың қарапайымдығын іздейтін бизнес үшін шифрлаудың қажеттілігіне әсер етеді.