Что такое шифрование и как оно работает

Шифрование — это превращение данных в набор символов, который без специального ключа невозможно прочитать. Вы пользуетесь им десятки раз в день: когда открываете сайт банка, отправляете сообщение, расплачиваетесь картой.

Простой пример

Представьте, что вы отправляете письмо в запертой шкатулке. Почтальон, соседи, любопытные на сортировке видят шкатулку, но не содержимое. Открыть её может только тот, у кого есть ключ.

В цифровом мире «шкатулка» — это математический алгоритм, а «ключ» — длинное число. Без ключа подобрать расшифровку современных алгоритмов не хватит вычислительной мощности всех компьютеров мира.

Симметричное шифрование

Один и тот же ключ шифрует и расшифровывает данные. Это быстро, поэтому так шифруют большие объёмы — файлы, диски, поток данных в интернете. Самый распространённый алгоритм — AES.

Проблема: как передать ключ собеседнику, чтобы его никто не перехватил?

Асимметричное шифрование

Используется пара ключей:

• открытый ключ — его можно раздавать всем, им только шифруют;
• закрытый ключ — хранится у владельца, только им можно расшифровать.

Это как почтовый ящик с прорезью: бросить письмо может любой, а забрать — только владелец ключа. Асимметричное шифрование медленнее, поэтому им обычно обмениваются симметричным ключом, а дальше данные шифруются быстро.

Где вы встречаете шифрование

HTTPS. Замочек в адресной строке означает, что соединение с сайтом зашифровано. Провайдер и владелец Wi-Fi видят, что вы подключились к сайту, но не видят, какие страницы вы открываете и что вводите.

Сквозное шифрование в мессенджерах. Сообщения шифруются на вашем устройстве и расшифровываются только на устройстве собеседника. Даже сервер мессенджера не может их прочитать. В Telegram оно есть только в «секретных чатах», в обычных чатах сообщения шифруются между вами и сервером.

Шифрование телефона. Современные iPhone и Android шифруют все данные, пока телефон заблокирован. Без кода разблокировки содержимое памяти — набор бессмысленных байтов.

Шифрование дисков компьютера. BitLocker в Windows и FileVault в macOS защищают данные, если ноутбук украдут.

Банковские карты. Чип карты и бесконтактные платежи используют шифрование, чтобы данные нельзя было скопировать.

Чего шифрование не делает

• Не защищает от вас самих. Если вы ввели пароль на поддельном сайте с HTTPS, шифрование честно доставит его мошенникам.
• Не скрывает метаданные. Часто видно, с кем и когда вы связывались, даже если содержимое закрыто.
• Не защищает данные на уже взломанном устройстве. Вредоносная программа видит то же, что и вы.

Шифрование всего трафика

HTTPS защищает соединение с отдельными сайтами, но провайдер по-прежнему видит, к каким сервисам вы обращаетесь. Защищённое соединение шифрует весь трафик устройства целиком — так работает, например, ZeroWeb.

Коротко

Шифрование делает данные нечитаемыми без ключа. Симметричное — быстрое, для больших объёмов; асимметричное — для безопасного обмена ключами. Оно защищает сайты, сообщения, телефоны и карты, но не спасает от фишинга и вирусов.