مفهوم رمزنگاری

قطعا رمزنگاری یک ابزار مهم امنیتی است. مکانیزم های رمزنگاری در حفاظت ازمحرمانه بودن و تمامیت اطلاعات به ما کمک می کند اما به تنهایی مشکل گشا نخواهد بود. مکانیزم رمزنگاری باید بخشی از یک برنامۀ جامع امنیتی باشد. در واقع از رمزنگاری به طور گسترده ای در مکانیزم های امنیتی استفاده می شود چون به محرمانه سازی، تمامیت و مجوزسنجی کمک می کند.

اما رمزنگاری نوعی به تعویق انداختن است چون هر سیستم رمزنگاری قابل شکست است. در رمزنگاری آن چه اهمیت دارد طول مدت زمان و منابعی است که برای دسترسی به اطلاعات تحت حفاظت رمزنگاری مورد نیاز است. به دلیل آن که در رمز نگاری خوب، مهاجم مجبور است زمان و منابع زیادی را برای شکستن رمز به کار گیرد و به سراغ نقطۀ ضعف های دیگر سیستم می رود.

مفهوم رمزنگاری

مفهوم سادۀ رمز نگاری عبارت است از مبهم نمودن اطلاعات به طریقی که از دید فرد غیرمجاز پنهان شود و در عین حال فرد مجاز قادر به مشاهده و استفاده از اطلاعات باشد. فردی مجاز شمرده می شود و دارای کلید مناسب برای رمزگشایی اطلاعات باشد. مفهوم رمزنگاری به خودی خود ساده است اما چگونگی انجام آن مشکل است. هدف رمزنگاری آن است که حتی اگر فرد مهاجم اطلاعات رمزنگاری شده را داشته باشد و بداند از چه الگوریتمی برای رمزنگاری استفاده شده است، دسترسی وی به اطلاعات بسیار مشکل می گردد. به هر حال مادامی که فرد غیر مجاز کلید را نداشته باشد، اطلاعات در امان خواهد بود. برای استفاده از رمز نگاری می توانیم سه سرویس امنیتی زیر را ارائه دهیم:

• محرمانه سازی با استفاده از رمزنگاری می توان اطلاعات را به هنگام ارسال یا ذخیره از دید افراد غیرمجاز پنهان کرد.
• تمامیت با استفاده از رمزنگاری تغییرات اعمال شده روی اطلاعات ارسالی یا ذخیره شده معلوم می شود.
• مجوزسنجی از رمزنگاری می توان برای اعتبارسنجی مبدأ اطلاعات استفاده کرد و از تکذیب این مطلب که اطلاعات از مبدأ اصلی آمده اند جلوگیری کرد.

اصطلاحات رمزنگاری

قبل از تشریح جزئیات رمزنگاری، تعریف چند اصطلاحی که در این فصل مرتبا به کار می رود مفید می باشد. در ابتدا اصطلاحات مربوط به اجزای عمل رمزنگاری و رمزگشایی را معرفی می کنیم.

• متن ساده (Plain Text): اطلاعات به فرم اصلی اش را گویند.
• متن رمزی (Cipher Text): اطلاعات مبهم شده توسط الگوریتم رمزنگاری.
• الگوریتم: روشی که متن ساده را به متن رمزی تبدیل می کند.
• کلید: دیتایی که الگوریتم بر طبق آن متن ساده را به متن رمزی تبدیل می کند و بالعکس.
• رمزنگاری (Encryption): پروسه تبدیل متن ساده به متن رمزی.
• رمزگشایی (Decryption): پروسۀ تبدیل متن رمزی به متن ساده.

چنداصطلاح دیگر وجود دارد که فهم آن ها مفید خواهد بود:

• رمزشناسی: هنر پنهان سازی اطلاعات با استفاده از رمزنگاری.
• رمزشناس: شخصی که در زمینۀ رمز شناسی مهارت دارد.
• کشف رمز: هنر تحلیل الگوریتم های رمزنگاری همراه با تشخیص نقاط ضعف
• کشف کنندۀ رمز: فردی که از علم کشف رمز استفاده می کند تا نقاط ضعف را پیدا کند و از آن ها در کشف رمز استفاده کند.

حملات ضد رمزنگاری

سیستم های رمزنگاری به دو طریق مورد حمله قرار می گیرند:

• نقطه ضعف های موجود در الگوریتم
• نفوذ به سیستم

ولی الگوریتمی مورد حمله قرار می گیرد، کشف کنندۀ رمز به دنبال نقطه ضعف های الگوریتم رمزنگاری به کار رفته می گردد تا بدون دانستن کلید، متن ساده را بازیابی کند. الگوریتم هایی که دارای این نوع نقطه ضعف می باشند به شدت مورد توجه قرار می گیرند زیرا با استفاده از نقطۀ ضعف شناخته شده، متن سادۀ اولیه به سرعت قابل بازیابی است. در حملات نفوذی سعی می شود هر کلید محتملی روی متن رمزی امتحان شود تا شاید متن ساده به دست آید. کشف کننده رمزی که از این روش استفاده می کند به طور متوسط مجبور است 50 درصد کلیدها را امتحان کند تا کلید صحیح را پیدا کند. قدرت الگوریتم بر حسب تعداد کلیدهایی که باید امتحان شود تا کلید صحیح پیدا شود تعیین می شود. بنابراین هرچه کلید طولانی تر باشد تعداد بیشتری کلید امتحان می شود. اگر زمان و منابع کافی در اختیار باشد حملات سرانجام به موفقیت ختم می شود. بنابراین در برآورد قدرت الگوریتم باید در نظر داشت اطلاعات برای چه مدت زمانی باید محافظت گردد، به طوری که اگر حمله نفوذی پس از این مدت به موفقیت برسد ضرری در پی نداشته باشد. از لحاظ محاسباتی به الگوریتمی امن گفته می شود که هزینه پیدا کردن کلید از طریق حمله نفوذی، از ارزش اطلاعات تحت حفاظت بیشتر باشد. آخرین نوع حمله از طریق نقاط ضعف سیستم جانبی انجام می گیرد و به طور معمول در حوزه رمزنگاری تشریح نمی گردد. اما واقعیت امر آن است که حمله موفق به سیستم جانبی از حمله به خود الگوریتم آسان تر است. دربارۀ این مثال فکر کنید: الگوریتمی قوی است و از کلید طولانی استفاده می کند به طوری که حملۀ نفوذی علیه آن به میلیون ها دلار تجهیزات کامپیوتری و صرف زمان زیاد نیاز دارد اما سازمان استفاده کننده از این الگوریتم هنگام ارسال کلید به مکان های دور، از سیستم پست معمولی استفاده می کند. اگر مهاجم زمان ارسال کلید را بداند با حائل شدن سر راه پاکت پستی به کلید دست پیدا می کند. شاید مثال بهتری در این زمینه، نرم افزارهای رمزنگاری باشد که عموما استفاده می شود. این نرم افزارها از الگوریتمی قوی برای رمزکردن فایل ها و پیام های پست الکترونیک استفاده می-کنند به طوری که از طریق الگوریتم یا حملات نفوذی به راحتی نمی توان به آن ها حمله کرد. اما کلید رمزنگاری کاربرد در فایلی روی کامپیوترش ذخیره شده است و فایل با یک کلمه عبور محافظت شده است. اکثر مردم در کلمۀ عبور خود از کاراکترهای تصادفی استفاده نمی کنند به همین دلیل راه آسان تر آن است که با حملۀ نفوذی کلمۀ عبور به دست آورده شود و پس از آن بالطبع کلید کابر هم به دست می آید. نتیجه می گیریم در امنیت رمزنگاری، سیستم جانبی به اندازۀ کلید و الگوریتم اهمیت دارد.

در محصولات ایرانی فایروال بومی پاوان از آخرین تکنیک های رمزنگاری برای بالا بردن سطح امنیت تبادل شده در شبکه استفاده شده است.