Úvod do šifrování

Šifrování je základ ochrany informací

Šifrování představuje zásadní technologii pro ochranu dat. Převádí důvěrné informace do formy, jež je nečitelná pro všechny, kdo nemají k dispozici specifický klíč k jejímu dešifrování. Jinak řečeno, šifrování slouží jako první obranná linie v ochraně dat tím, že převádí citlivé informace do formy, která je bez příslušného klíče nečitelná. To ztěžuje úkoly útočníkům, kteří se mohou zmocnit dat během jejich přenosu nebo když jsou data uložena na nezabezpečených serverech.

Procesy a technologie šifrování jsou zvláště důležité v dnešní „digitální době“, kdy se obrovské množství osobních, korporátních či jiných interních informací, např. z veřejné správy, vyměňuje nebo ukládá online. Vzhledem k tomu, že data jsou často přenášena přes různé nezabezpečené komunikační kanály, může šifrování zabránit úniku citlivých informací a ochránit je před přístupem neoprávněných třetích stran. To je klíčové nejen pro ochranu individuálního soukromí, ale také pro udržení důvěry v digitální ekonomiku, kde bezpečnost dat hraje zásadní roli v udržení operativní integrity a reputace podniků.

Regulatorní požadavky na šifrování

Šifrování rovněž umožňuje uživatelům a organizacím dodržovat regulatorní požadavky na ochranu dat. Mnoho předpisů, jako jsou GDPR v Evropské unii nebo HIPAA ve Spojených státech či například Payment Card Industry Data Security Standard (PCI DSS), vyžaduje, aby data byla chráněna pro zajištění jejich důvěrnosti a integrity. Šifrování je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak splnit tyto požadavky, poskytovat zabezpečení a minimalizovat rizika kompromitace dat zejména při jejich přenosu mezi různými subjekty.

Šifrování také pomáhá zajistit, že data jsou dostupná pouze pro ty, kteří mají oprávnění je zobrazit nebo manipulovat s nimi. Tím nepřímo podporuje inovace a rozvoj nových technologií, protože zajišťuje bezpečné prostředí pro sdílení a analýzu informací. Důvěra v bezpečnost dat tak umožňuje organizacím využívat moderní technologie, jako jsou cloudové služby, big data a umělá inteligence, což je zásadní pro konkurenceschopnost a růst.

Šifrování začíná ve starověku

Od starověkých šifer, které byly často založeny na substitučních a transpozičních metodách, až po renesanční vynálezy, které komplexně měnily strukturu informací, se šifrování vyvíjelo s každým technologickým pokrokem. Významným milníkem bylo vynález Enigmy během druhé světové války, která posunula šifrování do centra moderního vojenství a špionáže.

V dnešní době digitální éry, kdy počítače a algoritmy dominují, se šifrování stalo základním pilířem všech online transakcí a komunikace, včetně bankovnictví, zdravotní péče a vládní komunikace.

Symetrická nebo asymetrická šifra?

Jedním ze základních rozdělení je symetrické nebo asymetrické šifrování.

Symetrické šifrování, které používá jediný klíč pro šifrování i dešifrování, je rychlé a účinné pro zpracování velkých objemů dat v uzavřených systémech. Naproti tomu asymetrické šifrování, využívající pár klíčů – jeden veřejný pro šifrování a druhý soukromý pro dešifrování, umožňuje bezpečnější výměnu informací mezi stranami, které se předem neznají. Tento model je základem pro digitální podpisy a SSL/TLS protokoly, které zajišťují bezpečnost internetových komunikací.

Proces šifrování a dešifrování

Jak funguje šifrování a dešifrování dat?

Proces začíná výběrem algoritmu a generováním klíčů. Data jsou následně šifrována pomocí šifrovacího klíče a transformována do šifrované formy, která je poslána příjemci. Příjemce použije dešifrovací klíč k obnovení původních dat. Celý proces vyžaduje bezpečnou správu klíčů a algoritmů, aby byla zajištěna integrita a důvěrnost.

V praxi jsou klíče používány pro širokou škálu účelů, od zabezpečení e-mailových serverů přes ochranu dat uložených v cloudu až po zajištění bezpečnosti dat přenášených přes nezabezpečené sítě. Tyto praktiky pomáhají zabezpečit vše od osobních zpráv po finanční informace a jsou základem pro důvěru v digitálním světě.

Kde všude lze použít šifrování?

Šifrování se stalo nezbytnou součástí našich digitálních životů, zvláště v oblastech komunikace a ukládání dat. V dnešní době, kdy je kybernetická bezpečnost více než kdy jindy v popředí zájmu, je důležité porozumět, jak šifrování chrání naše informace v různých formátech a prostředích.

Komunikace

E-mailová komunikace: E-mail byl jedním z prvních masově rozšířených nástrojů digitální komunikace. Dodnes zůstává jedním z nejpoužívanějších prostředků. Šifrování e-mailů, například prostřednictvím protokolů jako je S/MIME nebo PGP (Pretty Good Privacy), zajišťuje, že obsah zpráv zůstává skrytý před neoprávněnými uživateli. To je zásadní pro ochranu citlivých informací, jako jsou obchodní tajemství nebo osobní údaje.
Instant messaging a sociální sítě: Platformy pro okamžité zprávy a sociální média jako WhatsApp, Telegram nebo Facebook Messenger, nyní často používají end-to-end šifrování. Tento typ šifrování zaručuje, že zprávy mohou dešifrovat pouze komunikující strany a nikdo jiný, ani samotní provozovatelé platformy.
VoIP a videohovory: Služby hlasové a video komunikace, jako jsou Skype a Zoom, implementují šifrování pro ochranu hovorů a konferencí uskutečňovaných přes internet. Tím se minimalizuje riziko odposlechu nebo narušení dat během přenosu.

Ukládání dat

Cloudové služby: Mnoho organizací se spoléhá na cloudové nástroje pro uchování, sdílení a zpracování dat. Šifrování dat při přenosu do cloudu a při jejich ukládání na vzdálených serverech chrání informace před únikem a zneužitím. Služby jako Dropbox, Google Drive nebo iCloud používají sofistikované šifrovací metody k zabezpečení uživatelských dat.
Lokální úložiště a externí disky: Pro lokální ukládání dat na pevných discích, SSD nebo externích úložných zařízeních je využívání šifrování běžnou technickou ochranou. Toto bezpečnostní opatření zajišťuje ochranu dat v případě krádeže nebo ztráty fyzického zařízení. Nástroje jako BitLocker nebo FileVault jsou běžně používány pro šifrování celých disků.
Databáze: Šifrování databází je kritické pro ochranu citlivých údajů ukládaných v těchto systémech. To zahrnuje šifrování klidových dat, což znamená šifrování dat uložených na disku, a šifrování dat v pohybu, tj. dat přenášených do a z databáze. Techniky jako transparentní šifrování dat (TDE) nebo šifrování aplikací umožňují organizacím chránit informace a současně splňovat regulatorní požadavky.

Jak se šifruje za letu?

Šifrování "on the fly", také známé jako šifrování v reálném čase, je klíčovým pro zabezpečení dat během jejich přenosu mezi zařízeními nebo při jejich zpracování. Šifrování "on the fly" zajišťuje, že data jsou automaticky zašifrována v momentě, kdy jsou odeslána z jednoho místa na druhé, a dešifrována pouze na straně příjemce, což minimalizuje „okna“, ve kterých mohou být data zranitelná vůči útokům. Tato technika je zvláště důležitá v prostředí, kde je častý vysoký objem datových přenosů, jako jsou korporátní sítě a poskytovatelé internetových služeb.

Například při streamování videí nebo při využití služeb cloud computingu šifrování "on the fly" zajišťuje, že obsah je chráněn od momentu jeho zaslání až po jeho doručení. Tím se významně zvyšuje bezpečnost dat a informací, které jsou neustále v pohybu.

Pro zabezpečení komunikace mezi webovými prohlížeči a servery jsou v praxi používány technologie jako TLS (Transport Layer Security) a SSL (Secure Sockets Layer), které zajišťují, že všechny přenesené informace zůstávají důvěrné a nedotčené během přenosu. Uvedené protokoly jsou nezbytné pro ochranu online transakcí a osobních dat, což umožňuje bezpečnější prohlížení obsahu, on-line nákupy či online komunikaci.

Výzvy a problémy šifrování

Jednou z hlavních výzev šifrování je najít rovnováhu mezi robustním zabezpečením a jednoduchostí použití, neboli uživatelskou přívětivostí. Příliš komplexní šifrovací systémy mohou odradit uživatele kvůli jejich náročnosti na konfiguraci a používání, což může vést k chybám nebo k vyhýbání se bezpečnostním opatřením. Naopak systémy, které jsou příliš jednoduché, často neposkytují dostatečnou ochranu proti sofistikovaným útokům. Ideální šifrovací systém by měl být dostatečně silný, aby odolal pokročilým hrozbám, zároveň však musí být dostatečně intuitivní, aby ho mohli efektivně využívat i méně technicky zdatní uživatelé.

Pro úspěšné šifrování je klíčové správné nasazení a konfigurace systémů. To zahrnuje pečlivou instalaci a nastavení šifrovacího software a hardware, zajištění kompatibility se stávající infrastrukturou a pravidelné provádění aktualizací a údržby pro ochranu proti nově objeveným zranitelnostem. Důležitá je také pečlivá správa šifrovacích klíčů, která zahrnuje jejich bezpečné ukládání, obnovu a případné zneplatnění. Edukace uživatelů o bezpečnostních praktikách a povědomí o nebezpečích je nezbytné pro zajištění toho, aby uživatelé správně používali šifrovací mechanismy a byli si vědomi potenciálních hrozeb.

Efektivní šifrování ovšem není jen otázkou technologií, ale rovněž návrhu, správy a vzdělávání. Neustálé sledování hrozeb a zranitelností je nezbytné pro přizpůsobení šifrovacích praktik aktuálnímu bezpečnostnímu prostředí. To zahrnuje analýzu a adaptaci na nové druhy útoků, což vyžaduje pružnost a schopnost rychle reagovat na změny. Důležité je také začlenění bezpečnostních expertů do procesu designu a implementace technologických řešení, aby byla zajištěna nejvyšší možná úroveň ochrany dat.

Jaká je budoucnost šifrování?

Inovace v šifrování zahrnují vývoj nových algoritmů, které jsou efektivnější, rychlejší a bezpečnější. Tyto technologie se snaží řešit stávající i budoucí bezpečnostní výzvy, jako jsou kybernetické útoky a špionáž, a jsou nezbytné pro ochranu rostoucího objemu dat generovaných moderními technologiemi.

Které to jsou konkrétně?

S rozvojem kvantových počítačů, které mohou potenciálně prolomit tradiční šifrovací algoritmy, se výzkum zaměřuje na kvantově odolné šifrování, které by mohlo těmto novým technologickým hrozbám čelit. Vývoj v oblasti umělé inteligence a strojového učení také otevírá nové možnosti pro automatizaci a zlepšení šifrovacích technik.

Kvantové šifrování představuje novou éru v ochraně dat. Kvantová kryptografie, využívající principy kvantové mechaniky, jako je superpozice a provázání, umožňuje vytváření prakticky neprolomitelných klíčů. To znamená, že jakékoli pokusy o neoprávněné získání informací nezůstanou nezpozorovány, protože samotný akt měření nebo špehování mění stav systému. Tento přístup je základem pro kvantové klíčové distribuční systémy, které již byly testovány v reálných komunikačních sítích.

Odhadovaný nárůst světového trhu kvantové kryptografiebude podle některých studií mezi lety 2023-2033 činit až 23,5 %. Největší tržní podíl na poli kvantové kryptografie (30 procent) zaujímala v roce 2022 Severní Amerika.

Další z moderních prvků v současném šifrování představuje blockchain. Blockchain nabízí decentralizovaný způsob ukládání dat, což zvyšuje bezpečnost tím, že eliminuje jediný bod selhání (single point of failure) a umožňuje transparentní auditovatelnost transakcí.

O GDPR.cz

Portál GDPR.cz informuje a vzdělává v oblasti ochrany osobních údajů, kybernetické bezpečnosti, compliance a souvisejících tématech.

V digitálním světě je zásadní efektivně uplatňovat pravidla pro ochranu soukromí jednotlivců a kybernetickou bezpečnost. Na platformě GDPR.cz naleznete články pokrývající různé aspekty GDPR a přesahy do dalších oblastí práva, technologie či marketingu.

Provozovatelem gdpr.cz je TAYLLORCOX s.r.o., specialista na mezinárodně oznávané metodiky a certifikace, dodavatel špičkového vzdělávání v tomto odvětví a poskytovatel profesionálních auditorských služeb.