رمزنگاری داده ها در امنیت سایت

رمزنگاری داده ها یک روش امنیتی است که داده ها را به کد یا متن رمز (Ciphertext) تبدیل می کند. تنها افرادی که به یک کلید یا رمز عبور مخفی دسترسی دارند می توانند این کدها را بخوانند. به داده های رمزنگاری نشده، متن ساده (Plaintext) می گویند. علم رمزنگاری و رمزگشایی به عنوان رمزنگاری (Cryptography) شناخته می شود.

رمزنگاری داده ها از سرقت، تغییر یا دستکاری داده ها جلوگیری می کند. با این حال، برای محافظت از داده ها، کلید رمزگشایی باید مخفی بماند و در برابر دسترسی غیرمجاز محافظت شود. تمام داده ها، چه در حالت ذخیره سازی ثابت (در یک مکان ثابت مانند هارد دیسک) یا در حالت انتقال (مثلاً در حال انتقال از طریق یک شبکه)، می توانند رمزنگاری شوند.

دو نوع رمزنگاری در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شوند:

• رمزنگاری متقارن: از یک کلید یکسان برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می کند.
• رمزنگاری نامتقارن: دارای یک کلید خصوصی که توسط مالک داده ها نگهداری می شود و یک کلید عمومی که به گیرنده داده ها داده می شود.

رمزنگاری نامتقارن به دلیل عدم نیاز به اشتراک گذاری کلید خصوصی، امن تر در نظر گرفته می شود.

این مقاله بخشی از سری مقالات مربوط به ذخیره سازی داده ها است.

چرا رمزنگاری داده ها مهم است؟ مزایای کلیدی

ارتقای یکپارچگی داده ها و جلوگیری از سرقت

رمزنگاری داده ها از سرقت، تغییر یا دستکاری داده ها جلوگیری می کند. یکی از مزایای کلیدی رمزنگاری داده ها این است که به اصالت داده ها کمک می کند. با رمزنگاری داده ها، می توانید مطمئن شوید که اطلاعات شما توسط افراد غیرمجاز دستکاری یا تغییر نیافته است. رمزنگاری داده ها همچنین به جلوگیری از فساد داده ها کمک می کند.

پشتیبانی از رعایت قوانین و مقررات

بسیاری از صنایع تحت قوانین سختگیرانه ای برای حفاظت از داده های حساس قرار دارند. برای مثال، صنعت مراقبت های بهداشتی باید از قوانین HIPAA پیروی کند، در حالی که مؤسسات مالی باید با استاندارد PCI DSS مطابقت داشته باشند. با پیاده سازی رمزنگاری داده ها، کسب وکارها می توانند از انطباق با این الزامات اطمینان حاصل کنند و از جریمه های احتمالی اجتناب نمایند.

محافظت از داده های در حالت سکون

هنگامی که داده ها در یک مکان ثابت مانند یک دستگاه، سرور یا پایگاه داده ذخیره می شوند، به عنوان «داده های در حالت سکون» شناخته می شوند. افراد غیرمجاز می توانند به صورت فیزیکی یا از راه دور به داده های ذخیره شده دسترسی پیدا کنند و آنها را بازیابی نمایند. با رمزنگاری داده ها در حالت سکون، حتی اگر عوامل مخرب به رسانه ذخیره سازی دست یابند، بدون کلید رمزگشایی صحیح نمی توانند داده ها را بخوانند.

محافظت از داده های در حال انتقال

هنگامی که داده ها بین سیستم ها یا دستگاه ها منتقل می شوند (به عنوان مثال از طریق شبکه)، به خصوص در معرض دسترسی غیرمجاز و تغییر قرار می گیرند. رمزنگاری داده ها در حال انتقال اطمینان می دهد که تنها افراد مجاز با کلیدهای رمزگشایی صحیح می توانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند.

محافظت از داده های ذخیره شده در ابر

ذخیره سازی ابری مزایای متعددی مانند دسترسی آسان و کاهش هزینه های زیرساختی دارد، اما چالش های امنیتی خاص خود را نیز دارد. یکی از نگرانی های اصلی برای کسب وکارهایی که از ذخیره سازی ابری استفاده می کنند، امنیت داده های ذخیره شده در سرورهای ابری است. رمزنگاری داده ها یک لایه حفاظتی اضافی برای این داده ها فراهم می کند.

تأمین امنیت کار از راه دور

با افزایش تعداد کارمندان که از راه دور کار می کنند، خطر نقض داده ها و حوادث امنیتی افزایش یافته است. رمزنگاری داده ها به محافظت از اطلاعات حساس کمک می کند.

حفاظت از دارایی های فکری

دارایی های فکری مانند اسرار تجاری و طراحی محصولات بخش های حیاتی یک کسب وکار هستند. رمزنگاری داده ها می تواند از دارایی های فکری محافظت کند.

رمزنگاری متقارن در مقابل رمزنگاری نامتقارن

رمزنگاری متقارن (کلید خصوصی)

رمزنگاری متقارن از یک کلید خصوصی واحد برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می کند. این روش سریع تر از رمزنگاری نامتقارن است، اما به اشتراک گذاری کلید ایجاد فرصتی برای سرقت فراهم می کند. محبوب ترین نوع رمزنگاری متقارن، AES است.

رمزنگاری نامتقارن (کلید عمومی)

رمزنگاری نامتقارن از دو کلید مختلف برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می کند: یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی که به صورت ریاضی به هم مرتبط هستند. از آنجا که کلید عمومی می تواند به طور آزاد به اشتراک گذاشته شود، این نوع رمزنگاری برای استفاده در سیستم های باز مناسب است. انواع محبوب رمزنگاری نامتقارن شامل RSA، DSA و ECC هستند.

انواع رمزنگاری داده ها

مثال هایی از الگوریتم های رمزنگاری متقارن

• 3DES (سه گانه DES): الگوریتم DES سه بار به کار گرفته می شود.
• Twofish: یکی از سریع ترین الگوریتم ها با اندازه های 128، 196 و 256 بیتی.
• AES: استاندارد رمزنگاری دولت ایالات متحده.
• Blowfish: با طول کلید متغیر از 32 تا 448 بیت.
• FPE (رمزنگاری حفظ فرمت): داده ها را در قالب اصلی شان رمزنگاری می کند.

مثال هایی از الگوریتم های رمزنگاری نامتقارن

• Diffie-Hellman: یک روش تبادل کلید عمومی و خصوصی برای ایجاد یک کلید مشترک.
• DSA: برای تأیید امضاهای دیجیتال استفاده می شود.
• RSA: یکی از اولین الگوریتم های کلید عمومی.
• ECC: با کلیدهای کوتاه تر امنیت بهتری فراهم می کند.

استانداردهای رمزنگاری داده ها

استاندارد FIPS 140-2

این استاندارد در ایالات متحده بر اساس قانون مدیریت امنیت اطلاعات فدرال (FISMA) توسعه یافته است. بسیاری از سازمان های دولتی از این استاندارد برای رمزنگاری داده های حساس استفاده می کنند.

معیارهای مشترک (CC)

CC یک مجموعه از دستورالعمل های بین المللی است که امنیت محصولات را آزمایش می کند.

رمزنگاری داده های در حال انتقال در مقابل داده های در حالت سکون

رمزنگاری داده های در حال انتقال

داده ها هنگامی که بین دستگاه ها جابجا می شوند در حال انتقال هستند. رمزنگاری این داده ها اطمینان می دهد که حتی در صورت دسترسی غیرمجاز، داده ها محفوظ خواهند بود.

رمزنگاری داده های در حالت سکون

داده ها در حالت سکون معمولاً کمتر در معرض خطر قرار دارند، اما همچنان به محافظت نیاز دارند. رمزنگاری داده های در حالت سکون فرصت های سرقت داده را کاهش می دهد.

آیا داده های رمزنگاری شده می توانند هک شوند؟

بله، داده های رمزنگاری شده می توانند هک شوند. روش های مختلفی برای شکستن رمزنگاری داده ها وجود دارد:

• افشای تصادفی: اگر کلید رمزگشایی به طور تصادفی افشا شود.
• بدافزار بر روی دستگاه های انتهایی: استفاده از بدافزارها برای دسترسی به کلیدهای رمزگشایی.
• حملات جستجوی فراگیر: تلاش تصادفی برای شکستن رمزنگاری.
• حملات تجزیه و تحلیل رمزنگاری: شناسایی نقاط ضعف در الگوریتم.
• حملات جانبی: بهره برداری از اشتباهات در طراحی سیستم.
• مهندسی اجتماعی: فریب کاربران برای افشای کلید.
• تهدیدات داخلی: افراد دارای دسترسی غیرمجاز.

رمزنگاری مبتنی بر ابر چیست؟

رمزنگاری مبتنی بر ابر از توانایی ارائه دهنده خدمات ابری برای رمزنگاری داده ها استفاده می کند. قبل از استفاده از رمزنگاری ابری، باید از جزئیات زیر آگاه بود:

• قدرت رمزنگاری: میزان مطابقت با نیازهای سازمان.
• مدیریت کلید: نحوه مدیریت کلیدها.
• تنظیم رمزنگاری سرتاسری: اطمینان از رمزنگاری داده ها در همه مراحل انتقال.

ویژگی های کلیدی راه حل های رمزنگاری داده ها

راه حل های رمزنگاری داده ها به سازمان ها کمک می کند تا رمزنگاری را در مقیاس بزرگ پیاده سازی کنند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

• استانداردهای رمزنگاری قوی: استفاده از AES با کلید 256 بیتی.
• رمزنگاری داده های در حالت سکون: رمزنگاری در تمام مکان های ذخیره سازی.
• رمزنگاری داده های در حال انتقال: استفاده از TLS برای انتقال امن داده ها.
• کنترل های جزئی: امکان رمزنگاری انتخابی داده ها.
• مدیریت کلید: ایجاد، ارائه و تخریب کلیدها.
• اجرای سیاست ها: تعیین و اجرای سیاست های رمزنگاری.
• رمزنگاری دائمی: اطمینان از باقی ماندن رمزنگاری بر روی فایل های حساس.

روندهای رمزنگاری داده ها

• BYOE (رمزنگاری خودت بیاور): مشتریان مدیریت کلید خود را انجام می دهند.
• EaaS (رمزنگاری به عنوان خدمت): ارائه رمزنگاری به صورت اشتراکی.
• رمزنگاری ذخیره سازی ابری: محافظت از داده ها در ابر.
• رمزنگاری سرتاسری (E2EE): اطمینان از عدم مشاهده داده ها در کانال ارتباطی.
• رمزنگاری سطح میدانی: رمزنگاری داده ها در زمینه های خاص.
• رمزنگاری پیوندی متوالی: رمزنگاری داده ها در هر مرحله انتقال.
• رمزنگاری سطح شبکه: رمزنگاری داده ها در لایه 3 مدل OSI.

Cloudian HyperStore: ذخیره سازی امن در مقیاس بزرگ با رمزنگاری داخلی

Cloudian HyperStore یک راه حل ذخیره سازی ابری داخلی است که رمزنگاری و مدیریت کلید را به صورت یکپارچه ارائه می دهد. این راه حل کاملاً با API S3 سازگار است و از روش های رمزنگاری SSE/SSE-C و Keysecure استفاده می کند. HyperStore می تواند رمزنگاری را در سطح سطل ها تا اشیاء منفرد مدیریت کند. همچنین، از سیستم های مدیریت کلید شخص ثالث پشتیبانی می کند.

با استفاده از HyperStore می توانید داده های خود را به صورت امن و کارآمد ذخیره کنید و در عین حال، از دسترسی های غیرمجاز جلوگیری نمایید.

رمزنگاری متقارن در مقابل رمزنگاری نامتقارن

رمزنگاری متقارن (کلید خصوصی)

رمزنگاری متقارن از یک کلید خصوصی برای هر دو عملیات رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می کند. این روش به دلیل استفاده از یک کلید مشترک، سریع تر و بهینه تر از رمزنگاری نامتقارن است، اما به اشتراک گذاری کلید خطرات امنیتی را به دنبال دارد. پرکاربردترین نوع رمزنگاری متقارن، الگوریتم AES است که در اندازه های 128، 192 و 256 بیتی در دسترس است.

رمزنگاری نامتقارن (کلید عمومی)

رمزنگاری نامتقارن از دو کلید مختلف، یکی عمومی و دیگری خصوصی، برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می کند. کلید عمومی به صورت آزاد به اشتراک گذاشته می شود، اما کلید خصوصی باید مخفی بماند. در این روش، داده ها توسط یک کلید عمومی رمزنگاری شده و تنها با استفاده از کلید خصوصی مرتبط با آن رمزگشایی می شوند. الگوریتم های محبوب این نوع رمزنگاری شامل RSA، DSA و ECC هستند.

انواع الگوریتم های رمزنگاری داده ها

الگوریتم های رمزنگاری متقارن

1. Triple DES (3DES): نسخه ای از الگوریتم DES که با سه بار اجرا به شکل رمزنگاری، رمزگشایی و مجدد رمزنگاری، امنیت را افزایش می دهد. این الگوریتم از یک، دو یا سه کلید متفاوت استفاده می کند.
2. Twofish: یکی از سریع ترین الگوریتم های رمزنگاری متقارن که به صورت کلیدهای 128، 196 و 256 بیتی در دسترس است.
3. AES (استاندارد رمزنگاری پیشرفته): استاندارد رمزنگاری دولت ایالات متحده که به صورت گسترده در سراسر جهان استفاده می شود. این الگوریتم از بلوک های 128 بیتی برای رمزنگاری داده ها استفاده می کند.
4. Blowfish: یک الگوریتم رمزنگاری متقارن با طول کلید متغیر از 32 تا 448 بیت.
5. Format Preserving Encryption (FPE): این الگوریتم داده ها را به شکلی رمزنگاری می کند که فرمت اصلی آنها حفظ شود.

الگوریتم های رمزنگاری نامتقارن

1. Diffie-Hellman Key Exchange: یک روش تبادل کلید که به دو طرف اجازه می دهد تا یک کلید مخفی مشترک را از طریق یک کانال ناامن به اشتراک بگذارند.
2. DSA (الگوریتم امضای دیجیتال): برای تأیید امضاهای دیجیتال استفاده می شود.
3. RSA: یکی از اولین الگوریتم های رمزنگاری نامتقارن که از کلیدهای بسیار طولانی استفاده می کند.
4. ECC (رمزنگاری منحنی بیضوی): به عنوان یک بهبود نسبت به RSA، امنیت بهتری با طول کلید کوتاه تر فراهم می کند.

استانداردهای رمزنگاری داده ها

استاندارد FIPS 140-2

استاندارد FIPS 140-2 به عنوان بخشی از قانون مدیریت امنیت اطلاعات فدرال (FISMA) توسعه یافته است. بسیاری از سازمان های دولتی و خصوصی از این استاندارد برای رمزنگاری داده های حساس استفاده می کنند.

معیارهای مشترک (CC)

معیارهای مشترک (CC) مجموعه ای از دستورالعمل های بین المللی است که امنیت محصولات فناوری اطلاعات را آزمایش می کند.

رمزنگاری داده های در حال انتقال در مقابل داده های در حالت سکون

رمزنگاری داده های در حال انتقال

داده ها زمانی که بین دستگاه ها جابجا می شوند، به عنوان داده های در حال انتقال شناخته می شوند. رمزنگاری این داده ها با استفاده از پروتکل های رمزنگاری مانند TLS از آنها محافظت می کند.

رمزنگاری داده های در حالت سکون

داده ها در حالت سکون معمولاً در دستگاه های ذخیره سازی مانند هارد دیسک، سرور یا پایگاه داده نگهداری می شوند. رمزنگاری این داده ها از دسترسی غیرمجاز به اطلاعات جلوگیری می کند.

حملات و ضعف های رمزنگاری

آیا داده های رمزنگاری شده می توانند هک شوند؟

بله، داده های رمزنگاری شده می توانند هک شوند. برخی از روش های متداول هک داده های رمزنگاری شده عبارتند از:

1. افشای تصادفی: کلید رمزگشایی ممکن است به طور تصادفی افشا شود.
2. بدافزار در دستگاه های انتهایی: استفاده از بدافزار برای دسترسی به کلیدهای رمزگشایی.
3. حملات جستجوی فراگیر: تلاش تصادفی برای شکستن رمزنگاری.
4. حملات تجزیه و تحلیل رمزنگاری: شناسایی نقاط ضعف در الگوریتم.
5. حملات جانبی: بهره برداری از اشتباهات در طراحی سیستم.
6. مهندسی اجتماعی: فریب کاربران برای افشای کلید.
7. تهدیدات داخلی: افراد دارای دسترسی غیرمجاز به داده ها.

حملات جستجوی فراگیر

در این روش، هکرها با امتحان کردن تمام ترکیب های ممکن، به دنبال یافتن کلید رمزنگاری هستند. طولانی تر بودن طول کلیدها می تواند در برابر این حملات مقاومت ایجاد کند.

حملات تجزیه و تحلیل رمزنگاری

در این حمله، نقاط ضعف در الگوریتم رمزنگاری مورد سوءاستفاده قرار می گیرند. الگوریتم های رمزنگاری با استاندارد بالا مانند AES در برابر این حملات مقاوم تر هستند.

حملات جانبی

این حمله با بهره برداری از ضعف های طراحی سیستم، مانند نشت اطلاعات جانبی (مانند مصرف توان)، به داده های رمزنگاری شده دسترسی پیدا می کند.

رمزنگاری مبتنی بر ابر چیست؟

رمزنگاری مبتنی بر ابر از توانایی ارائه دهنده خدمات ابری برای رمزنگاری داده ها استفاده می کند. قبل از استفاده از رمزنگاری ابری، باید از جزئیات زیر آگاه باشید:

• قدرت رمزنگاری: میزان مطابقت با نیازهای سازمان.
• مدیریت کلید: نحوه مدیریت کلیدها.
• تنظیم رمزنگاری سرتاسری: اطمینان از رمزنگاری داده ها در همه مراحل انتقال.

چالش های رمزنگاری ابری

• پیچیدگی رمزنگاری: رمزنگاری کامل می تواند پیچیده باشد.
• یکپارچه سازی با سیستم های داخلی: ایجاد یکپارچگی با سیستم های محلی دشوار است.
• هزینه ها: فرآیند رمزنگاری ممکن است منجر به افزایش هزینه ها شود.
• مدیریت کلید: از دست دادن کلیدها می تواند داده ها را بی استفاده کند.

ویژگی های کلیدی راه حل های رمزنگاری داده ها

راه حل های رمزنگاری داده ها به سازمان ها کمک می کند تا رمزنگاری را در مقیاس بزرگ پیاده سازی کنند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

• استانداردهای رمزنگاری قوی: استفاده از AES با کلید 256 بیتی.
• رمزنگاری داده های در حالت سکون: رمزنگاری در تمام مکان های ذخیره سازی.
• رمزنگاری داده های در حال انتقال: استفاده از TLS برای انتقال امن داده ها.
• کنترل های جزئی: امکان رمزنگاری انتخابی داده ها.
• مدیریت کلید: ایجاد، ارائه و تخریب کلیدها.
• اجرای سیاست ها: تعیین و اجرای سیاست های رمزنگاری.
• رمزنگاری دائمی: اطمینان از باقی ماندن رمزنگاری بر روی فایل های حساس.

روندهای رمزنگاری داده ها

• BYOE (رمزنگاری خودت بیاور): مشتریان مدیریت کلید خود را انجام می دهند.
• EaaS (رمزنگاری به عنوان خدمت): ارائه رمزنگاری به صورت اشتراکی.
• رمزنگاری ذخیره سازی ابری: محافظت از داده ها در ابر.
• رمزنگاری سرتاسری (E2EE): اطمینان از عدم مشاهده داده ها در کانال ارتباطی.
• رمزنگاری سطح میدانی: رمزنگاری داده ها در زمینه های خاص.
• رمزنگاری پیوندی متوالی: رمزنگاری داده ها در هر مرحله انتقال.
• رمزنگاری سطح شبکه: رمزنگاری داده ها در لایه 3 مدل OSI.

Cloudian HyperStore: ذخیره سازی امن در مقیاس بزرگ با رمزنگاری داخلی

Cloudian HyperStore یک راه حل ذخیره سازی ابری داخلی است که رمزنگاری و مدیریت کلید را به صورت یکپارچه ارائه می دهد. این راه حل کاملاً با API S3 سازگار است و از روش های رمزنگاری SSE/SSE-C و Keysecure استفاده می کند. HyperStore می تواند رمزنگاری را در سطح سطل ها تا اشیاء منفرد مدیریت کند. همچنین، از سیستم های مدیریت کلید شخص ثالث پشتیبانی می کند.

با استفاده از HyperStore می توانید داده های خود را به صورت امن و کارآمد ذخیره کنید و در عین حال، از دسترسی های غیرمجاز جلوگیری نمایید.

ویژگی های کلیدی Cloudian HyperStore:

1. رمزنگاری در حالت سکون: داده ها به صورت خودکار هنگام ذخیره سازی رمزنگاری می شوند.
2. رمزنگاری در حال انتقال: داده ها هنگام انتقال با استفاده از HTTPS رمزنگاری می شوند.
3. سازگاری با مدیریت کلید شخص ثالث: امکان استفاده از سیستم های مدیریت کلید دیگر.
4. کنترل سطح اشیاء: امکان مدیریت رمزنگاری در سطح اشیاء.
5. سازگاری کامل با API S3: پشتیبانی از تمام ویژگی های S3.

نتیجه گیری

رمزنگاری داده ها یک بخش حیاتی از استراتژی امنیت اطلاعات است که با ارائه حفاظت در برابر سرقت داده ها، تغییر و دستکاری، به سازمان ها کمک می کند تا یکپارچگی و محرمانگی اطلاعات را حفظ کنند. رمزنگاری داده ها در امنیت سایت یکی از موارد انجام شده در سفارش امنیت سایت است که زیرمجموعه سفارش طراحی سایت می شود. با استفاده از راه حل های نوآورانه مانند Cloudian HyperStore، سازمان ها می توانند داده های خود را در مقیاس بزرگ و با حداکثر امنیت مدیریت کنند.