Состоящий из серии блоков данных, блокчейн, по сути, является децентрализованной базой данных. Каждый его блок данных содержит информацию о сетевой транзакции, которая используется для проверки достоверности информации и генерации следующего блока. Чтобы обеспечить безопасность работы блокчейна, разработчикам важно стать экспертами в области криптографии.

Определение криптографии с симметричным ключом

Криптография с симметричным ключом, также известная как симметричная криптография, криптография с закрытым ключом и криптография с общим ключом, является основным криптографическим алгоритмом в криптографии.

Симметричное шифрование в основном используется для преобразования конфиденциальных данных или информации в сложный шифротекст. После получения шифротекста, получателю необходимо расшифровать шифротекст с помощью ключа шифрования и обратного алгоритма того же алгоритма, чтобы получить читаемый открытый текст.

Как показано на рисунке выше, пользователь А хочет отправить открытый текст 1 пользователю Б. Чтобы избежать утечки информации, пользователь А шифрует текст путем добавления ключа e (или умножения e, мощности e, и других сложных операций) для формирования шифротекста 1e. После того, как пользователь B получит шифрованный текст, он/она использует обратную операцию метода криптографии для расшифровки шифрованного текста и получения открытого текста. Мы называем это симметричной криптографией.

Классификация криптографии с симметричным ключом

Все методы симметричной криптографии имеют общую особенность - ключ, используемый для шифрования и дешифрования, один и тот же. Развитие технологий привело к дальнейшему разделению методов симметричной криптографии на одиночные шифры и блочные шифры. Последний делит открытый текст на несколько групп для шифрования, и окончательные результаты шифрования зависят от конкретного содержания каждого символа в одной группе.

Хотя ключи с одной последовательностью требуют операций только над одним ключом T, а скорость операций намного выше, чем у блочных шифров, чаще всего используется именно блочный шифр. Это потому, что блочные шифры более безопасны, когда они усложнены.

Общие стандарты симметричной криптографии

Существует много стандартов для алгоритмов симметричного шифрования, включая DES, 3DES, AES, TDEA, Blowfish и RC2, среди которых DES, 3DES и AES являются более распространенными.

Алгоритм DES

Алгоритм DES, выпущенный НБС США в 1977 году, является самым ранним стандартом алгоритмов симметричной криптографии. Он шифрует данные группами по 64 бита, а длина ключа составляет 56 бит. Этот стандартный метод криптографии применялся в течение следующих 20 лет, служа краеугольным камнем алгоритмов симметричной криптографии.

Алгоритм 3DES

3DES (или Triple DES) - это общий термин для обозначения алгоритма тройного шифрования данных (TDEA). Он шифрует каждый фрагмент данных три раза с помощью трех различных ключей.

Проще говоря, вычислительная мощность современных компьютеров значительно улучшилась. В результате, длина ключа оригинального шифра DES может быть легко взломана насильственным путем. Именно на таком фоне появляется 3DES. Он представляет собой относительно простой метод, который трижды применяет алгоритм шифрования DES к блоку данных. Хотя он сильнее, соответствующая скорость работы также замедляется. Поэтому можно сказать, что 3DES - это алгоритм шифрования, который является переходом от DES к AES.

Алгоритм AES

Алгоритм AES был разработан бельгийскими криптографами Джоаном Деменом и Винсентом Риджменом. Именно поэтому алгоритм AES также известен как метод шифрования Rijndael. В настоящее время это передовой стандарт шифрования в криптографии.

Выпущенный Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) 26 ноября 2001 года, этот стандарт является одним из самых популярных алгоритмов в криптографии с симметричным ключом. Быстрый и с высоким уровнем безопасности, он поддерживает шифрование 128, 192, 256 и 512-битных ключей.

Принятый в настоящее время федеральным правительством США, алгоритм AES также является заменой оригинального DES. AES был проанализирован многими сторонами и широко используется во всем мире.

Заключение

Симметричная криптография используется для шифрования большого количества данных. После нескольких модернизаций он обеспечивает более безопасную среду, в которой данные и информация передаются надежно. Однако все методы симметричного шифрования имеют общую особенность, а именно, ключ, используемый для шифрования и расшифровки, один и тот же. В результате, безопасность метода симметричного шифрования зависит не только от силы самого алгоритма шифрования, но и от того, хранится ли ключ в надежном месте. То есть, только если и отправитель, и получатель сообщения хранят ключ в безопасности, безопасность передачи данных может быть обеспечена.