اهمیت رمزنگاری در شبکه و چند نمونه‌های از الگوریتم آن

رشد و گسترش شبکه‌های کامپیوتری، به‌ویژه اینترنت، باعث تغییرات گسترده در زندگی و فعالیت شغلی افراد، سازمان‌ها و موسسات شده است. در این راستا، امنیت اطلاعات به یکی از مسائل ضروری و مهم در این چرخه تبدیل شده است. با اتصال شبکه داخلی سازمان‌ها به شبکه جهانی، داده‌های سازمان‌ها در معرض دسترسی افراد و میزبان‌های خارجی قرار می‌گیرند. بنابراین، اطمینان از عدم دسترسی افراد غیرمجاز به اطلاعات حساس، یکی از چالش‌های امنیتی مهم در رابطه با توزیع اطلاعات در اینترنت است. برای حفاظت از اطلاعات، راه‌حل‌های مختلفی نظیر محدود کردن استفاده از اینترنت، رمزنگاری داده‌ها، سیستم تشخیص نفوذ، IPS و استفاده از ابزار امنیتی برای میزبان‌های داخلی و برقراری امنیت شبکه داخلی ارائه شده است. یکی از روش‌های متداول حفاظت اطلاعات، رمزنگاری آن‌ها است. در رمزنگاری، اطلاعات با استفاده از یک الگوریتم خاص به یک فرم غیرقابل فهم تبدیل می‌شوند. به‌این‌ترتیب، دسترسی غیرمجاز به اطلاعات محافظت می‌شود و تنها افرادی که دارای کلید رمز هستند، قادر به باز نمودن رمز و استفاده از اطلاعات هستند. استفاده از علم رمزنگاری دارای یک سابقه طولانی و تاریخی است و قبل از عصر اطلاعات، بیشترین کاربران رمزنگاری اطلاعات، دولت‌ها و مخصوصاً کاربران نظامی بودند. امروزه، اغلب روش‌ها و مدل‌های رمزنگاری اطلاعات در رابطه با کامپیوتر به خدمت گرفته می‌شوند.
ما در این مقاله می‌خواهیم که تعریف کلی از رمزنگاری و اهمیت آن را بیان کنیم. پس با ما در پایه ریزان فناوری هوشمند همراه باشید تا مهم‌ترین موضوعات شبکه و امنیت را مورد بررسی قرار دهیم.

رمزنگاری چیست؟

رمزنگاری در شبکه‌های کامپیوتری یک فرایند امنیتی است که از طریق تبدیل اطلاعات به یک فرم غیرقابل فهم، از دسترسی به اطلاعات حساس جلوگیری می‌کند. با توجه به اینکه در شبکه‌های کامپیوتری، ارتباطات بین دستگاه‌ها و ارسال داده‌ها به صورت بی‌سیم یا با استفاده از اینترنت انجام می‌شود، رمزنگاری به عنوان یک راه حل موثر برای جلوگیری از نفوذ و دسترسی غیرمجاز به اطلاعات محسوب می‌شود رمزگذاری روشی برای به هم زدن داده ها است به طوری که فقط اشخاص مجاز می‌توانند اطلاعات را درک کنند. در اصطلاح فنی، این فرآیند تبدیل متن ساده قابل خواندن توسط انسان به متن غیرقابل درک است که به عنوان متن رمزی نیز شناخته می شود. به عبارت ساده‌تر، رمزگذاری داده‌های قابل خواندن را می‌گیرد و آن را طوری تغییر می‌دهد که تصادفی به نظر برسد. رمزگذاری مستلزم استفاده از یک کلید رمزنگاری است: مجموعه‌ای از مقادیر ریاضی که فرستنده و گیرنده پیام رمزگذاری شده روی آن توافق دارند. همچنین‌، اطلاعات با استفاده از یک الگوریتم خاص به یک فرم غیرقابل فهم تبدیل می‌شوند. به طور کلی دو نوع کلید استفاده می‌شود: کلید عمومی و کلید خصوصی. در رمزنگاری با کلید عمومی، کلید برای همه قابل دسترس است و اطلاعات با استفاده از این کلید رمزگشایی می‌شوند. در رمزنگاری با کلید خصوصی، کلید تنها برای فرد یا دستگاه خاصی قابل دسترسی است و اطلاعات تنها با استفاده از کلید خصوصی رمزگشایی می‌شوند. در همین راستا، لایسنس امنیت نیز به عنوان یک ابزار قانونی برای حفاظت از حقوق مالکیت فکری و امنیت داده‌ها در شبکه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اهمیت رمزنگاری در شبکه

چرا رمزگذاری داده ها ضروری است؟

1- حریم خصوصی:

رمزگذاری تضمین می‌کند که هیچ کس نمی‌تواند ارتباطات یا داده‌ها را در حالت استراحت بخواند، مگر گیرنده مورد نظر یا مالک واقعی داده. این از مهاجمان، شبکه های تبلیغاتی، ارائه دهندگان خدمات اینترنتی و در برخی موارد دولت‌ها از رهگیری و خواندن داده‌های حساس جلوگیری می‌کند و از حریم خصوصی کاربران محافظت می‌کند.

2- امنیت:

رمزگذاری به جلوگیری از نقض داده‌ها کمک می‌کند، چه داده‌ها در حال انتقال باشند و چه در حالت استراحت. اگر یک دستگاه شرکتی گم یا دزدیده شود و هارد دیسک آن به درستی رمزگذاری شده باشد، داده های آن دستگاه همچنان امن خواهند بود. به طور مشابه، ارتباطات رمزگذاری شده، طرفین ارتباط را قادر می‌سازد تا داده‌های حساس را بدون افشای داده‌ها مبادله کنند.

3- یکپارچگی داده:

رمزگذاری همچنین به جلوگیری از رفتارهای مخرب مانند حملات در مسیر کمک می‌کند. هنگامی که داده‌ها از طریق اینترنت منتقل می‌شوند، رمزگذاری تضمین می‌کند که آنچه که گیرنده دریافت می‌کند در راه مشاهده یا دستکاری نشده است.

نمونه هایی از الگوریتم های رمزگذاری

انواع مختلفی از الگوریتم های رمزگذاری وجود دارد که برای اهداف مختلف طراحی شده‌اند. این الگوریتم‌ها شامل دونوع می‌باشد که اولی شامل؛ رمزنگاری متقارن (Symmetric Encryption) یک روش رمزنگاری است که در آن برای رمزگشایی از یک کلید مشترک استفاده می‌شود. به عبارت دیگر، در این روش هر دو طرف باید از یک کلید مشابه برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده کنند. این روش ساده و سریع است و برای انتقال اطلاعات در شبکه‌های کوچک و خصوصی مناسب است، اما در صورت نفوذ دسترسی غیرمجاز به کلید، امنیت اطلاعات در خطر قرار می‌گیرد.
رمزنگاری نامتقارن (Asymmetric Encryption) یک روش پیچیده‌تر است که در آن دو کلید متفاوت برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌شود. یک کلید برای رمزنگاری (Public Key) و دیگری برای رمزگشایی (Private Key). کلید عمومی برای همه قابل دسترس است و می‌تواند برای رمزنگاری اطلاعات به کار رود، اما فقط صاحب کلید خصوصی می‌تواند این اطلاعات را باز کند. این روش برای انتقال اطلاعات در شبکه‌های عمومی و بزرگ مناسب است و امنیت بالاتری نسبت به رمزنگاری متقارن دارد. برخی از شناخته شده ترین الگوریتم‌های عبارتند از:

الگوریتم های رمزگذاری

رمزگذاری DES

DES مخفف Data Encryption Standard است. این یک الگوریتم رمزگذاری متقارن منسوخ شده است که برای مصارف امروزی مناسب نیست. بنابراین، دیگر الگوریتم‌های رمزگذاری موفق به DES شده‌اند.

رمزگذاری 3DES

3DES مخفف Triple Data Encryption Standard است. این یک الگوریتم کلید متقارن است و از کلمه «سه‌گانه» استفاده می‌شود زیرا داده‌ها در طول فرآیند رمزگذاری سه بار از طریق الگوریتم اصلی DES منتقل می‌شوند. Triple DES به آرامی در حال حذف شدن است، اما همچنان موفق می شود یک راه حل رمزگذاری سخت افزاری قابل اعتماد برای خدمات مالی و سایر صنایع ایجاد کند.

رمزگذاری AES

AES مخفف Advanced Encryption Standard است و برای به روز رسانی الگوریتم اصلی DES توسعه یافته است. برخی از کاربردهای رایج‌تر الگوریتم AES شامل برنامه‌های پیام‌رسانی مانند سیگنال یا WhatsApp و برنامه بایگانی فایل WinZip است.

رمزگذاری RSA

RSA اولین الگوریتم رمزگذاری نامتقارن بود که به طور گسترده در دسترس عموم قرار گرفت. RSA به دلیل طول کلید آن محبوب است و بنابراین به طور گسترده برای انتقال امن داده‌ها استفاده می شود. RSA مخفف Rivest، Shamir و Adleman است – نام خانوادگی ریاضیدانانی که اولین بار این الگوریتم را توصیف کردند. RSA به دلیل استفاده از یک جفت کلید، یک الگوریتم نامتقارن در نظر گرفته می‌شود.