رد کردن پیوندها

رمزنگاری داده‌ها در امنیت سایت

رمزنگاری داده‌ها یک روش امنیتی است که داده‌ها را به کد یا متن رمز (Ciphertext) تبدیل می‌کند. تنها افرادی که به یک کلید یا رمز عبور مخفی دسترسی دارند می‌توانند این کدها را بخوانند. به داده‌های رمزنگاری‌نشده، متن ساده (Plaintext) می‌گویند. علم رمزنگاری و رمزگشایی به عنوان رمزنگاری (Cryptography) شناخته می‌شود.

رمزنگاری داده‌ها از سرقت، تغییر یا دستکاری داده‌ها جلوگیری می‌کند. با این حال، برای محافظت از داده‌ها، کلید رمزگشایی باید مخفی بماند و در برابر دسترسی غیرمجاز محافظت شود. تمام داده‌ها، چه در حالت ذخیره‌سازی ثابت (در یک مکان ثابت مانند هارد دیسک) یا در حالت انتقال (مثلاً در حال انتقال از طریق یک شبکه)، می‌توانند رمزنگاری شوند.

دو نوع رمزنگاری در حال حاضر به طور گسترده استفاده می‌شوند:

  • رمزنگاری متقارن: از یک کلید یکسان برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌کند.
  • رمزنگاری نامتقارن: دارای یک کلید خصوصی که توسط مالک داده‌ها نگهداری می‌شود و یک کلید عمومی که به گیرنده داده‌ها داده می‌شود.

رمزنگاری نامتقارن به دلیل عدم نیاز به اشتراک‌گذاری کلید خصوصی، امن‌تر در نظر گرفته می‌شود.

این مقاله بخشی از سری مقالات مربوط به ذخیره‌سازی داده‌ها است.

چرا رمزنگاری داده‌ها مهم است؟ مزایای کلیدی

ارتقای یکپارچگی داده‌ها و جلوگیری از سرقت

رمزنگاری داده‌ها از سرقت، تغییر یا دستکاری داده‌ها جلوگیری می‌کند. یکی از مزایای کلیدی رمزنگاری داده‌ها این است که به اصالت داده‌ها کمک می‌کند. با رمزنگاری داده‌ها، می‌توانید مطمئن شوید که اطلاعات شما توسط افراد غیرمجاز دستکاری یا تغییر نیافته است. رمزنگاری داده‌ها همچنین به جلوگیری از فساد داده‌ها کمک می‌کند.

پشتیبانی از رعایت قوانین و مقررات

بسیاری از صنایع تحت قوانین سختگیرانه‌ای برای حفاظت از داده‌های حساس قرار دارند. برای مثال، صنعت مراقبت‌های بهداشتی باید از قوانین HIPAA پیروی کند، در حالی که مؤسسات مالی باید با استاندارد PCI DSS مطابقت داشته باشند. با پیاده‌سازی رمزنگاری داده‌ها، کسب‌وکارها می‌توانند از انطباق با این الزامات اطمینان حاصل کنند و از جریمه‌های احتمالی اجتناب نمایند.

محافظت از داده‌های در حالت سکون

هنگامی که داده‌ها در یک مکان ثابت مانند یک دستگاه، سرور یا پایگاه داده ذخیره می‌شوند، به عنوان «داده‌های در حالت سکون» شناخته می‌شوند. افراد غیرمجاز می‌توانند به صورت فیزیکی یا از راه دور به داده‌های ذخیره‌شده دسترسی پیدا کنند و آنها را بازیابی نمایند. با رمزنگاری داده‌ها در حالت سکون، حتی اگر عوامل مخرب به رسانه ذخیره‌سازی دست یابند، بدون کلید رمزگشایی صحیح نمی‌توانند داده‌ها را بخوانند.

محافظت از داده‌های در حال انتقال

هنگامی که داده‌ها بین سیستم‌ها یا دستگاه‌ها منتقل می‌شوند (به عنوان مثال از طریق شبکه)، به‌خصوص در معرض دسترسی غیرمجاز و تغییر قرار می‌گیرند. رمزنگاری داده‌ها در حال انتقال اطمینان می‌دهد که تنها افراد مجاز با کلیدهای رمزگشایی صحیح می‌توانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند.

محافظت از داده‌های ذخیره‌شده در ابر

ذخیره‌سازی ابری مزایای متعددی مانند دسترسی آسان و کاهش هزینه‌های زیرساختی دارد، اما چالش‌های امنیتی خاص خود را نیز دارد. یکی از نگرانی‌های اصلی برای کسب‌وکارهایی که از ذخیره‌سازی ابری استفاده می‌کنند، امنیت داده‌های ذخیره‌شده در سرورهای ابری است. رمزنگاری داده‌ها یک لایه حفاظتی اضافی برای این داده‌ها فراهم می‌کند.

تأمین امنیت کار از راه دور

با افزایش تعداد کارمندان که از راه دور کار می‌کنند، خطر نقض داده‌ها و حوادث امنیتی افزایش یافته است. رمزنگاری داده‌ها به محافظت از اطلاعات حساس کمک می‌کند.

حفاظت از دارایی‌های فکری

دارایی‌های فکری مانند اسرار تجاری و طراحی محصولات بخش‌های حیاتی یک کسب‌وکار هستند. رمزنگاری داده‌ها می‌تواند از دارایی‌های 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 می‌کند. این روش سریع‌تر از رمزنگاری نامتقارن است، اما به اشتراک‌گذاری کلید ایجاد فرصتی برای سرقت فراهم می‌کند. محبوب‌ترین نوع رمزنگاری متقارن، AES است.

رمزنگاری نامتقارن (کلید عمومی)

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

انواع رمزنگاری داده‌ها

مثال‌هایی از الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن

  • 3DES (سه‌گانه DES): الگوریتم DES سه بار به‌کار گرفته می‌شود.
  • Twofish: یکی از سریع‌ترین الگوریتم‌ها با اندازه‌های 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): داده‌ها را در قالب اصلی‌شان رمزنگاری می‌کند.

مثال‌هایی از الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن

  • Diffie-Hellman: یک روش تبادل کلید عمومی و خصوصی برای ایجاد یک کلید مشترک.
  • DSA: برای تأیید امضاهای دیجیتال استفاده می‌شود.
  • RSA: یکی از اولین الگوریتم‌های کلید عمومی.
  • ECC: با کلیدهای کوتاه‌تر امنیت بهتری فراهم می‌کند.

استانداردهای رمزنگاری داده‌ها

استاندارد FIPS 140-2

این استاندارد در ایالات متحده بر اساس قانون مدیریت امنیت اطلاعات فدرال (FISMA) توسعه یافته است. بسیاری از سازمان‌های دولتی از این استاندارد برای رمزنگاری داده‌های حساس استفاده می‌کنند.

معیارهای مشترک (CC)

CC یک مجموعه از دستورالعمل‌های بین‌المللی است که امنیت محصولات را آزمایش می‌کند.

رمزنگاری داده‌های در حال انتقال در مقابل داده‌های در حالت سکون

رمزنگاری داده‌های در حال انتقال

داده‌ها هنگامی که بین دستگاه‌ها جابجا می‌شوند در حال انتقال هستند. رمزنگاری این داده‌ها اطمینان می‌دهد که حتی در صورت دسترسی غیرمجاز، داده‌ها محفوظ خواهند بود.

رمزنگاری داده‌های در حالت سکون

داده‌ها در حالت سکون معمولاً کمتر در معرض خطر قرار دارند، اما همچنان به محافظت نیاز دارند. رمزنگاری داده‌های در حالت سکون فرصت‌های سرقت داده را کاهش می‌دهد.

آیا داده‌های رمزنگاری‌شده می‌توانند هک شوند؟

بله، داده‌های رمزنگاری‌شده می‌توانند هک شوند. روش‌های مختلفی برای شکستن رمزنگاری داده‌ها وجود دارد:

  • افشای تصادفی: اگر کلید رمزگشایی به‌طور تصادفی افشا شود.
  • بدافزار بر روی دستگاه‌های 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: بهره‌برداری 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 ارائه‌دهنده خدمات ابری برای رمزنگاری داده‌ها استفاده می‌کند. 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 داده‌ها در همه مراحل انتقال.

ویژگی‌های کلیدی راه‌حل‌های رمزنگاری داده‌ها

راه‌حل‌های رمزنگاری داده‌ها به سازمان‌ها کمک می‌کند تا رمزنگاری را در مقیاس بزرگ پیاده‌سازی کنند. ویژگی‌های کلیدی عبارتند از:

  • استانداردهای رمزنگاری قوی: استفاده از AES با کلید 256 بیتی.
  • رمزنگاری داده‌های در حالت سکون: رمزنگاری در تمام مکان‌های ذخیره‌سازی.
  • رمزنگاری داده‌های در حال انتقال: استفاده از TLS برای انتقال امن داده‌ها.
  • کنترل‌های جزئی: امکان رمزنگاری انتخابی داده‌ها.
  • مدیریت کلید: ایجاد، ارائه و تخریب کلیدها.
  • اجرای سیاست‌ها: تعیین و اجرای سیاست‌های رمزنگاری.
  • رمزنگاری دائمی: اطمینان از باقی‌ماندن رمزنگاری بر روی فایل‌های حساس.

روندهای رمزنگاری داده‌ها

  • BYOE (رمزنگاری خودت بیاور): مشتریان مدیریت کلید خود را انجام می‌دهند.
  • EaaS (رمزنگاری به عنوان خدمت): ارائه رمزنگاری به صورت اشتراکی.
  • رمزنگاری ذخیره‌سازی ابری: محافظت از داده‌ها در ابر.
  • رمزنگاری سرتاسری (E2EE): اطمینان از عدم مشاهده داده‌ها در کانال ارتباطی.
  • رمزنگاری سطح میدانی: رمزنگاری داده‌ها در زمینه‌های خاص.
  • رمزنگاری پیوندی متوالی: رمزنگاری داده‌ها در هر مرحله انتقال.
  • رمزنگاری سطح شبکه: رمزنگاری داده‌ها در لایه 3 مدل OSI.

Cloudian HyperStore: ذخیره‌سازی امن در مقیاس بزرگ با رمزنگاری داخلی

Cloudian HyperStore یک راه‌حل ذخیره‌سازی ابری داخلی است که رمزنگاری و مدیریت کلید را به صورت یکپارچه ارائه می‌دهد. این راه‌حل کاملاً با API S3 سازگار است و از روش‌های رمزنگاری SSE/SSE-C و Keysecure استفاده می‌کند. HyperStore می‌تواند رمزنگاری را در سطح سطل‌ها تا اشیاء منفرد مدیریت کند. همچنین، از سیستم‌های مدیریت کلید شخص ثالث پشتیبانی می‌کند.

با استفاده از HyperStore می‌توانید داده‌های خود را به صورت امن و کارآمد ذخیره کنید و در عین حال، از دسترسی‌های 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 می‌کند. این روش به دلیل استفاده از یک کلید مشترک، سریع‌تر و بهینه‌تر از رمزنگاری نامتقارن است، اما به اشتراک‌گذاری کلید خطرات امنیتی را به دنبال دارد. پرکاربردترین نوع رمزنگاری متقارن، الگوریتم AES است که در اندازه‌های 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 می‌کند. کلید عمومی به صورت آزاد به اشتراک گذاشته می‌شود، اما کلید خصوصی باید مخفی بماند. در این روش، داده‌ها توسط یک کلید عمومی رمزنگاری شده و تنها با استفاده از کلید خصوصی مرتبط با آن رمزگشایی می‌شوند. الگوریتم‌های محبوب این نوع رمزنگاری شامل RSA، DSA و ECC هستند.

انواع الگوریتم‌های رمزنگاری داده‌ها

الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن

  1. Triple DES (3DES): نسخه‌ای از الگوریتم DES که با سه بار اجرا به شکل رمزنگاری، رمزگشایی و مجدد رمزنگاری، امنیت را افزایش می‌دهد. این الگوریتم از یک، دو یا سه کلید متفاوت استفاده می‌کند.
  2. Twofish: یکی از سریع‌ترین الگوریتم‌های 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 می‌شود. این الگوریتم از بلوک‌های 128 بیتی برای رمزنگاری داده‌ها استفاده می‌کند.
  4. Blowfish: یک الگوریتم رمزنگاری متقارن با طول کلید متغیر از 32 تا 448 بیت.
  5. Format Preserving Encryption (FPE): این الگوریتم داده‌ها را به شکلی رمزنگاری می‌کند که فرمت اصلی آنها حفظ شود.

الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن

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

استانداردهای رمزنگاری داده‌ها

استاندارد FIPS 140-2

استاندارد FIPS 140-2 به عنوان بخشی از قانون مدیریت امنیت اطلاعات فدرال (FISMA) توسعه یافته است. بسیاری از سازمان‌های دولتی و خصوصی از این استاندارد برای رمزنگاری داده‌های حساس استفاده می‌کنند.

معیارهای مشترک (CC)

معیارهای مشترک (CC) مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های بین‌المللی است که امنیت محصولات فناوری اطلاعات را آزمایش می‌کند.

رمزنگاری داده‌های در حال انتقال در مقابل داده‌های در حالت سکون

رمزنگاری داده‌های در حال انتقال

داده‌ها زمانی که بین دستگاه‌ها جابجا می‌شوند، به عنوان داده‌های در حال انتقال شناخته می‌شوند. رمزنگاری این داده‌ها با استفاده از پروتکل‌های رمزنگاری مانند TLS از آنها محافظت می‌کند.

رمزنگاری داده‌های در حالت سکون

داده‌ها در حالت سکون معمولاً در دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند هارد دیسک، سرور یا پایگاه داده نگهداری می‌شوند. رمزنگاری این داده‌ها از دسترسی غیرمجاز به اطلاعات جلوگیری می‌کند.

حملات و ضعف‌های رمزنگاری

آیا داده‌های رمزنگاری‌شده می‌توانند هک شوند؟

بله، داده‌های رمزنگاری‌شده می‌توانند هک شوند. برخی از روش‌های متداول هک داده‌های رمزنگاری‌شده عبارتند از:

  1. افشای تصادفی: کلید رمزگشایی ممکن است به طور تصادفی افشا شود.
  2. بدافزار در دستگاه‌های 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: بهره‌برداری از اشتباهات در طراحی سیستم.
  6. مهندسی اجتماعی: فریب کاربران برای افشای کلید.
  7. تهدیدات داخلی: افراد دارای دسترسی غیرمجاز به داده‌ها.

حملات جستجوی فراگیر

در این روش، هکرها با امتحان کردن تمام ترکیب‌های ممکن، به دنبال یافتن کلید رمزنگاری هستند. طولانی‌تر بودن طول کلیدها می‌تواند در برابر این حملات مقاومت ایجاد کند.

حملات تجزیه و تحلیل رمزنگاری

در این حمله، نقاط ضعف در الگوریتم رمزنگاری مورد سوءاستفاده قرار می‌گیرند. الگوریتم‌های رمزنگاری با استاندارد بالا مانند AES در برابر این حملات مقاوم‌تر هستند.

حملات جانبی

این حمله با بهره‌برداری از ضعف‌های طراحی سیستم، مانند نشت اطلاعات جانبی (مانند مصرف توان)، به داده‌های رمزنگاری‌شده دسترسی پیدا می‌کند.

رمزنگاری مبتنی بر ابر چیست؟

رمزنگاری مبتنی بر ابر از توانایی ارائه‌دهنده خدمات ابری برای رمزنگاری داده‌ها استفاده می‌کند. 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 داده‌ها در همه مراحل انتقال.

چالش‌های رمزنگاری ابری

  • پیچیدگی رمزنگاری: رمزنگاری کامل می‌تواند پیچیده باشد.
  • یکپارچه‌سازی با سیستم‌های داخلی: ایجاد یکپارچگی با سیستم‌های محلی دشوار است.
  • هزینه‌ها: فرآیند رمزنگاری ممکن است منجر به افزایش هزینه‌ها شود.
  • مدیریت کلید: از دست دادن کلیدها می‌تواند داده‌ها را بی‌استفاده کند.

ویژگی‌های کلیدی راه‌حل‌های رمزنگاری داده‌ها

راه‌حل‌های رمزنگاری داده‌ها به سازمان‌ها کمک می‌کند تا رمزنگاری را در مقیاس بزرگ پیاده‌سازی کنند. ویژگی‌های کلیدی عبارتند از:

  • استانداردهای رمزنگاری قوی: استفاده از AES با کلید 256 بیتی.
  • رمزنگاری داده‌های در حالت سکون: رمزنگاری در تمام مکان‌های ذخیره‌سازی.
  • رمزنگاری داده‌های در حال انتقال: استفاده از TLS برای انتقال امن داده‌ها.
  • کنترل‌های جزئی: امکان رمزنگاری انتخابی داده‌ها.
  • مدیریت کلید: ایجاد، ارائه و تخریب کلیدها.
  • اجرای سیاست‌ها: تعیین و اجرای سیاست‌های رمزنگاری.
  • رمزنگاری دائمی: اطمینان از باقی‌ماندن رمزنگاری بر روی فایل‌های حساس.

روندهای رمزنگاری داده‌ها

  • BYOE (رمزنگاری خودت بیاور): مشتریان مدیریت کلید خود را انجام می‌دهند.
  • EaaS (رمزنگاری به عنوان خدمت): ارائه رمزنگاری به صورت اشتراکی.
  • رمزنگاری ذخیره‌سازی ابری: محافظت از داده‌ها در ابر.
  • رمزنگاری سرتاسری (E2EE): اطمینان از عدم مشاهده داده‌ها در کانال ارتباطی.
  • رمزنگاری سطح میدانی: رمزنگاری داده‌ها در زمینه‌های خاص.
  • رمزنگاری پیوندی متوالی: رمزنگاری داده‌ها در هر مرحله انتقال.
  • رمزنگاری سطح شبکه: رمزنگاری داده‌ها در لایه 3 مدل OSI.

Cloudian HyperStore: ذخیره‌سازی امن در مقیاس بزرگ با رمزنگاری داخلی

Cloudian HyperStore یک راه‌حل ذخیره‌سازی ابری داخلی است که رمزنگاری و مدیریت کلید را به صورت یکپارچه ارائه می‌دهد. این راه‌حل کاملاً با API S3 سازگار است و از روش‌های رمزنگاری SSE/SSE-C و Keysecure استفاده می‌کند. HyperStore می‌تواند رمزنگاری را در سطح سطل‌ها تا اشیاء منفرد مدیریت کند. همچنین، از سیستم‌های مدیریت کلید شخص ثالث پشتیبانی می‌کند.

با استفاده از HyperStore می‌توانید داده‌های خود را به صورت امن و کارآمد ذخیره کنید و در عین حال، از دسترسی‌های غیرمجاز جلوگیری نمایید.

ویژگی‌های کلیدی Cloudian HyperStore:

  1. رمزنگاری در حالت سکون: داده‌ها به صورت خودکار هنگام ذخیره‌سازی رمزنگاری می‌شوند.
  2. رمزنگاری در حال انتقال: داده‌ها هنگام انتقال با استفاده از HTTPS رمزنگاری می‌شوند.
  3. سازگاری با مدیریت کلید شخص ثالث: امکان استفاده از سیستم‌های مدیریت کلید دیگر.
  4. کنترل سطح اشیاء: امکان مدیریت رمزنگاری در سطح اشیاء.
  5. سازگاری کامل با API S3: پشتیبانی از تمام ویژگی‌های S3.

نتیجه‌گیری

رمزنگاری داده‌ها یک بخش حیاتی از استراتژی امنیت اطلاعات است که با ارائه حفاظت در برابر سرقت داده‌ها، تغییر و دستکاری، به سازمان‌ها کمک می‌کند تا یکپارچگی و محرمانگی اطلاعات را حفظ کنند. رمزنگاری داده‌ها در امنیت سایت یکی از موارد انجام شده در سفارش امنیت سایت است که زیرمجموعه سفارش طراحی سایت می شود. با استفاده از راه‌حل‌های نوآورانه مانند Cloudian HyperStore، سازمان‌ها می‌توانند داده‌های خود را در مقیاس بزرگ و با حداکثر امنیت مدیریت کنند.