Dieser Blog ist Teil der Reihe, in der wir 101 Konzepte von Ground Zero für ein Publikum mit begrenztem Anfangswissen diskutieren. Dieser Artikel gehört zur Basic-Level- Serie, da er das Verständnis der Grundlagen der Datenverschlüsselung und ihrer Bedeutung als Rückgrat der Informationssicherheit von Kunden umfasst.

Einige der früheren Blogs in der 101-Serie lauten wie folgt:

Content Delivery Network 101 Datenbankreplikation 101 Database Sharding 101 Caching-Strategie 101 Kubernetes-Bereitstellung 101 Asynchrone Kommunikation 101

Was ist Datenverschlüsselung?

Die Datenverschlüsselung ist eine Methode zur Umwandlung sensibler Informationen von Klartext in Chiffretext mit Hilfe von öffentlichen/privaten Schlüsseln. Der Vorgang der Rückwandlung in Klartext wird als Entschlüsselung bezeichnet . Es werden verschiedene Algorithmen wie AES-256, DES, RSA usw. verwendet, die je nach Schlüssellänge und Iterationen im gesamten Verschlüsselungsprozess variieren.

Verschlüsselung gepaart mit anderen Sicherheitskontrollen wie Netzwerk-Firewalls, Benutzerzugriffsrollen und -berechtigungen bildet das Rückgrat der Datensicherheitsanforderungen, die von Sicherheitsrichtlinien wie PCI, HIPAA usw. vorgeschrieben werden.

Symmetrische Verschlüsselung

Bei der symmetrischen Verschlüsselung haben sowohl der Absender als auch der Empfänger dasselbe Paar privater Schlüssel, um die sensiblen Daten zu verschlüsseln/entschlüsseln. Es wird als Verschlüsselungsverfahren mit privatem Schlüssel bezeichnet.

Aufgrund seiner Geschwindigkeit und kryptografischen Verarbeitungsstärke wird es hauptsächlich zum Sichern großer Datenmengen verwendet. Gleichzeitig ist die Schlüsselverteilung und -rotation zwischen den Parteien jedoch die größte Einschränkung bei der Verwendung dieser Methode zum Sichern von Daten.

Algorithmen

• DES – Der vom US-Verteidigungsministerium entwickelte Data Encryption Standard ist ein weit verbreiteter Verschlüsselungsalgorithmus. Es verwendet Schlüssel, die 64 Bit lang sind, und verschlüsselt Textblöcke von 64 Bit in einen Chiffretext entsprechender Größe. Die jüngsten Angriffe auf das Brechen der DES-Verschlüsselung in weniger als 24 Stunden haben es jedoch zu einer veralteten Methode zum Sichern von Daten gemacht.
• AES — Advanced Encryption Standard ist eine erweiterte Version des DES-Algorithmus, der Schlüsselgrößen von 128.192 und 256 Bit verwendet . Um dieses Muster zu durchbrechen, wären je nach Größe des verwendeten Schlüssels 2,61*1⁰¹² Jahre bis 2,29*1⁰³² Jahre erforderlich .

Die asymmetrische Verschlüsselung verwendet zwei verschiedene Schlüsselsätze für den Gesamtprozess – einen öffentlichen Schlüssel zum Verschlüsseln der Daten und einen privaten Schlüssel zum Entschlüsseln der Daten. Während der öffentliche Schlüssel mit allen Clients geteilt wird, ist der private Schlüssel nur durch den Server zugriffsgesichert.

Ein Beispiel ist der TLS-Handshake für HTTPS-Datenverkehr , bei dem asymmetrische Schlüssel zur Überprüfung der Identität zwischen Server und Client mithilfe der öffentlichen und privaten Schlüssel im Zertifikat einer Website verwendet wurden.

Algorithmen

• RSA – Es steht für Rivest-Shamir-Adleman . Die Hauptverschlüsselungslogik basiert auf der Faktorisierung des Produkts zweier großer Primzahlen. Es ist schneller bei der Verschlüsselung, aber langsamer bei der Entschlüsselung im Vergleich zu anderen asymmetrischen Algorithmen.
• DSA – Es steht für Digital Signaturalgorithmus, der hauptsächlich für die Signaturvalidierung verwendet wird. Das Verschlüsselungsprinzip verwendet modulare Potenzierung und diskreten Logarithmus. Es ist langsamer bei der Verschlüsselung und schneller bei der Entschlüsselung im Vergleich zu einem RSA-Algorithmus.

Verschlüsselung im Ruhezustand vs. Transit

• Aufgrund des begrenzten Expositionsradius sind Data at Rest weniger anfällig für Angriffe als Data-in-Transit. Einige Techniken zum Schutz gespeicherter Daten umfassen jedoch die vollständige Verschlüsselung der Datenfestplatte, die Offline-Speicherung der Verschlüsselungsschlüssel, Zwei-Faktor-Zugriffskontrollen usw.
• Daten während der Übertragung sind anfälliger für das Abfangen von Netzwerken durch Angreifer und erfordern daher mehr Kontrollen, um die Verletzung von Kundendaten zu vermeiden. Einige Methoden sind die Verwendung sicherer Netzwerkprotokolle wie SSL, HTTPS, gegenseitiges TLS; Authentifizierte API-Endpunkte; Validierung der Identität mit Client-Zertifikaten usw.

Die Verschlüsselung schützt sensible und hochsensible Kundendaten mithilfe moderner symmetrischer und asymmetrischer Algorithmen. Die Entscheidung, Daten zu verschlüsseln, muss jedoch mit nicht funktionalen Anforderungen an Leistung/Latenz der Kundenströme abgewogen werden.

Die meisten Cloud-Anbieter ( AWS/Azure/GCP ) bieten derzeit voraktivierte Lösungen zum Verschlüsseln der Daten im Ruhezustand mit entweder Anbieter-/selbstverwalteten Schlüsseln, um die Entwicklerproduktivität beim Schreiben von Anwendungs-/Bibliothekscode zum Verschlüsseln/Entschlüsseln von Daten zu optimieren.

Für Feedback senden Sie bitte eine Nachricht an amit[dot]894[at]gmail[dot]com oder wenden Sie sich an einen der Links unter https://about.me/amit_raj .