Na ten temat można napisać bardzo dużo, skończyć studia i każdego dnia dokształcać się praktycznie. Na końcu może się okazać, że ktoś, gdzieś właśnie złamał kolejne zabezpieczenie, zbudował superkomputer i „psu na budę” nasze starania.
Nie jest moim celem prezentować tu wysokowyspecjalizowane porady na temat bezpieczeństwa danych, a jedynie pokazać możliwie najprostsze sposoby ich ochrony przez „statystycznego Kowalskiego”.
Jeden z bardzo prostych pomysłów i sposobów na ochronę danych w naszym komputerze oraz wymianę danych z innymi użytkownikami.
Pomysł na zachowanie bezpieczeństwa techniczny i „psychologiczny”.
Idealnym rozwiązaniem byłoby szyfrowanie danych na komputerze, który nie był nigdy wcześniej podłączony do sieci Internet i nie jest podłaczony do sieci Internet. „Mamy pewność”, że nie jest aktualnie „podglądany” i nie rejestruje i gdzieś nie wysyła naszej aktywności np. w postaci aktywności używania klawiatury (wpisywane znaki). Nie ma mozliwości przejęcia naszego hasła.
Oczywiście jeżeli nie masz takiej możliwości, to korzystaj ze swojego komputera, jak dotychczas dbając o jego aktualizację, używając dobry program antywirusowy, nie otwiedzaj podejrzanych stron, nie klikaj podejrzanych załaczników, łącz się z zaufaną siecią itd.
POLECAM ZATEM (proste sposoby mogą być skuteczne i nie zajmą Ci wiele czasu)
Jak użyć programu (opis techniczny)
Jak wkurzyć służby, hackera (jeżeli podejrzewasz, że będzie chciał odczytać te dane).
Znajdź w sieci i pobierz program CryptoMite. Polecam go z kilku powodów, o których teraz nie będę się rozpisywał.
Po zainstalowaniu wygląda w następujący sposób.
Możesz zaszyfrować nim „dowolny plik”, skompresować aby zajmował mniej miejsca.
Wybierz możliwie najbezpieczniejszy algorytm szyfrowania. Na końcu podaję opis kilku z nich (z listy).
Pamiętaj o tym aby użyć możliwie trudnego i skomplikowanego hasła. „Najłatwiej złamać hasło a nie algorytm szyfrujący”.
Aby hasło było bardzo trudne do złamania, powinno spełniać następujące kryteria:
✅ 1. Długość hasła
- Minimum: 12 znaków
- Zalecane: 16+ znaków
Długość ma kluczowe znaczenie – każde dodatkowe znaki ekspotencjalnie zwiększają liczbę możliwych kombinacji.
✅ 2. Złożoność (różnorodność znaków)
Używaj znaków z różnych kategorii:
- Małe litery: a–z
- Wielkie litery: A–Z
- Cyfry: 0–9
- Znaki specjalne: !@#$%^&*()-_+=[]{}<>?/|~`
✅ 3. Unikalność
- Nigdy nie używaj tego samego hasła w wielu miejscach.
- Nie stosuj haseł opartych na słownikowych słowach, cytatach, imionach itp.
🔒 Przykład bezpiecznego hasła
bashKopiujEdytujgK#8v@4!XzLp2w%E
lub jeszcze lepiej:
rubyKopiujEdytujN7e$!zKq3^dB9*mRwV
🔄 Alternatywa: Hasła frazowe (passphrase)
- Łatwiejsze do zapamiętania, a równie bezpieczne (jeśli odpowiednio długie).
- Przykład: KopiujEdytuj
SzalonaFoka!Lubi12Banany&Czekolade
Jak wkurzyć służby, hackera?
Przygotuj dzisiątki, setki a może i tysiące plików o tej samej/zbliżonej wielkości danych (najlepiej, choć nie jest to konieczne). Możesz nimi (takimi paczkami) rotować w czasie udostępniania, wysyłania danych. Sprawdzi się doskonale w przypadku przesyłania wiadomości, którą chcesz szczególnie chronić.
Zaszyfruj je wszystkie bardzo trudnym hasłem.
Wysyłaj często takie paczki „gdzieś”, jeżeli podejrzewasz, że jesteś monitorowany, że ktoś je przejmuje, chce je przejąć.
Od czasu do czasu tylko dorzuć tę jedyną, która zawiera informacje, które chcesz przkazać.
Dlaczego tak?
Ktoś przejmując dane nie wie w którym pliku jest i czy jest interesujacy go materiał. Musi zatem podjąć wysiłek rozszyfrowywania wszystkich danych. To zajmuje zasoby, czas.
W ogromnej ilości „śmieci” łatwiej się „schować”.
SZYFRY
Czas potrzebny na złamanie szyfru AES (Advanced Encryption Standard) zależy od długości klucza oraz mocy obliczeniowej atakującego. Oto jak wygląda sytuacja dla najczęściej używanych wariantów AES:
🔒 AES-128
- Długość klucza: 128 bitów.
- Liczba możliwych kluczy: 2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸.
- Szacowany czas złamania (brute-force):
Nawet superkomputerom zajęłoby miliardy lat, aby sprawdzić wszystkie możliwe kombinacje metodą brute-force.
🔒 AES-192
- Długość klucza: 192 bity.
- Liczba możliwych kluczy: 2¹⁹² ≈ 6,3 × 10⁵⁷.
- Czas złamania: Niewyobrażalnie długi — wiele rzędów wielkości dłużej niż AES-128.
🔒 AES-256
- Długość klucza: 256 bitów.
- Liczba możliwych kluczy: 2²⁵⁶ ≈ 1,16 × 10⁷⁷.
- Czas złamania: Praktycznie niemożliwe do złamania przy dzisiejszej technologii — nawet z komputerami kwantowymi potrzeba by ogromnych zasobów.
🧪 Uwagi:
- Ataki kwantowe (np. algorytm Grovera) teoretycznie mogą zredukować bezpieczeństwo AES-256 do poziomu AES-128. Mimo to AES-256 nadal uważany jest za bezpieczny nawet w kontekście przyszłych komputerów kwantowych.
- AES nie ma obecnie znanych skutecznych ataków szybszych niż brute-force (dla pełnych wersji), jeśli poprawnie zaimplementowany.
Czas potrzebny do złamania AES-128 przy założeniu ataku metodą brute-force (czyli sprawdzania wszystkich możliwych kluczy), zakładając konkretną moc obliczeniową.
📐 Założenia:
- AES-128 ma 2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸ możliwych kluczy.
- Maszyna sprawdza 10¹² = 1 000 000 000 000 kluczy na sekundę (1 teraklucz/s).
To bardzo szybka maszyna – znacznie szybsza niż jakikolwiek komputer domowy.
🔢 Obliczenia:
Liczba sekund potrzebnych na sprawdzenie wszystkich kluczy: 21281012=3.4×10381012=3.4×1026 sekund\frac{2^{128}}{10^{12}} = \frac{3.4 \times 10^{38}}{10^{12}} = 3.4 \times 10^{26} \text{ sekund}
Przeliczmy to na lata: 3.4×102660⋅60⋅24⋅365.25≈1.08×1019 lat\frac{3.4 \times 10^{26}}{60 \cdot 60 \cdot 24 \cdot 365.25} \approx 1.08 \times 10^{19} \text{ lat}
⏳ Wynik:
🔐 Złamanie AES-128 przy mocy 1 bilion kluczy na sekundę zajęłoby około 10 tryliardów lat (10¹⁹ lat).
📌 Dla porównania:
- Wiek Wszechświata to ~13,8 miliarda lat (1,38 × 10¹⁰).
- Zatem czas łamania AES-128 to miliardy razy dłużej niż istnienie Wszechświata.
Szyfr CAST-256 (znany też jako CAST6) jest mniej popularny niż AES, ale to również silny szyfr blokowy. Został zgłoszony do konkursu AES i ma podobne właściwości bezpieczeństwa.
🔐 CAST-256 – podstawowe informacje:
- Długość klucza: od 128 do 256 bitów (najczęściej używany to 256-bitowy).
- Liczba możliwych kluczy (przy 256 bitach): 2256≈1,16×10772^{256} \approx 1,16 \times 10^{77}2256≈1,16×1077
🔢 Obliczenie czasu złamania brute-force:
Załóżmy tę samą ekstremalnie szybką maszynę co wcześniej:
- Moc obliczeniowa: 101210^{12}1012 (1 bilion) kluczy na sekundę.
22561012=1,16×10771012=1,16×1065 sekund\frac{2^{256}}{10^{12}} = \frac{1,16 \times 10^{77}}{10^{12}} = 1,16 \times 10^{65} \text{ sekund}10122256=10121,16×1077=1,16×1065 sekund
Teraz przeliczmy to na lata: 1,16×106560⋅60⋅24⋅365.25≈3,67×1057 lat\frac{1,16 \times 10^{65}}{60 \cdot 60 \cdot 24 \cdot 365.25} \approx 3,67 \times 10^{57} \text{ lat}60⋅60⋅24⋅365.251,16×1065≈3,67×1057 lat
⏳ Wynik:
🔒 Złamanie CAST-256 metodą brute-force przy mocy 1 bilion kluczy na sekundę zajęłoby około 3,67 oktylionów oktylionów lat (10⁵⁷ lat).
🔍 Podsumowanie:
CAST-256 z 256-bitowym kluczem jest praktycznie niemożliwy do złamania metodą brute-force przy obecnej (i przyszłej) technologii. Pod względem odporności na ataki brute-force jest na tym samym poziomie co AES-256.
Porównajmy teraz odporność szyfrów AES-256 i CAST-256 na ataki przy użyciu komputera kwantowego.
⚛️ Komputery kwantowe a szyfrowanie symetryczne
W kontekście szyfrowania symetrycznego (np. AES, CAST):
- Najważniejszy algorytm kwantowy, który może przyspieszyć atak brute-force, to algorytm Grovera.
- Grover nie łamie szyfru w klasycznym sensie, ale przyspiesza przeszukiwanie kluczy – złożoność czasowa spada z O(2n)O(2^n)O(2n) do O(2n/2)O(2^{n/2})O(2n/2).
🔐 Co to oznacza?
| Szyfr | Klasyczny czas brute-force | Czas z Groverem (kwantowy) |
|---|---|---|
| AES-128 | 21282^{128}2128 | 2642^{64}264 |
| AES-256 | 22562^{256}2256 | 21282^{128}2128 |
| CAST-256 | 22562^{256}2256 | 21282^{128}2128 |
Więc komputer kwantowy może skrócić efektywne bezpieczeństwo o połowę, ale nie więcej.
📌 Przykład: czas złamania CAST-256 z Groverem
Z poprzedniego obliczenia wiemy, że: 2128≈3.4×10382^{128} \approx 3.4 \times 10^{38}2128≈3.4×1038
Jeśli komputer kwantowy potrafi sprawdzać 1 biliard (10¹⁵) kluczy na sekundę (co dziś jest czystą teorią): 21281015≈3.4×1023 sekund\frac{2^{128}}{10^{15}} \approx 3.4 \times 10^{23} \text{ sekund}10152128≈3.4×1023 sekund
To daje: 3.4×102360⋅60⋅24⋅365.25≈1.1×1016 lat\frac{3.4 \times 10^{23}}{60 \cdot 60 \cdot 24 \cdot 365.25} \approx 1.1 \times 10^{16} \text{ lat}60⋅60⋅24⋅365.253.4×1023≈1.1×1016 lat
⏳ Wynik z komputerem kwantowym:
Nawet przy zastosowaniu Grovera i nierealistycznie potężnego komputera kwantowego, złamanie CAST-256 (lub AES-256) zajęłoby biliony razy więcej lat niż istnieje Wszechświat.
✅ Wniosek:
- Jeśli chcesz być odporny nawet na przyszłe komputery kwantowe, AES-256 lub CAST-256 są bezpieczne.
- AES-128 może być zagrożony w dalszej przyszłości, ale jeszcze nie teraz.
Oto przejrzysta tabela porównująca odporność szyfrów symetrycznych na ataki klasyczne i kwantowe:
🔐 Porównanie bezpieczeństwa szyfrów symetrycznych: klasyczne vs. kwantowe (Grover)
| Szyfr | Długość klucza | Klasyczna złożoność | Kwantowa złożoność (Grover) | Skuteczna siła przy ataku kwantowym | Uwagi |
|---|---|---|---|---|---|
| AES-128 | 128 bitów | 21282^{128}2128 | 2642^{64}264 | jak klasyczny 64-bitowy szyfr | Może być zagrożony przez duże komputery kwantowe w przyszłości |
| AES-192 | 192 bitów | 21922^{192}2192 | 2962^{96}296 | jak klasyczny 96-bitowy szyfr | Bezpieczniejszy niż AES-128 |
| AES-256 | 256 bitów | 22562^{256}2256 | 21282^{128}2128 | jak klasyczny 128-bitowy szyfr | Uważany za odporny na ataki kwantowe |
| CAST-128 | 128 bitów | 21282^{128}2128 | 2642^{64}264 | jak klasyczny 64-bitowy szyfr | Podobne zagrożenia jak AES-128 |
| CAST-256 | 256 bitów | 22562^{256}2256 | 21282^{128}2128 | jak klasyczny 128-bitowy szyfr | Bezpieczny w kontekście ataków kwantowych |
| 3DES (168 b) | ~112 bitów* | 21122^{112}2112 | 2562^{56}256 | jak klasyczny 56-bitowy szyfr | Uważany za przestarzały i niewystarczająco bezpieczny |
*3DES ma 168-bitowy klucz, ale ze względu na znane ataki (m.in. „meet-in-the-middle”), jego efektywna siła to ~112 bitów.
✅ Wnioski:
Jeśli chcesz maksymalnego bezpieczeństwa „na lata”, wybieraj 256-bitowe szyfry.
AES-256 i CAST-256 są obecnie najbezpieczniejsze z punktu widzenia przyszłości z komputerami kwantowymi.
AES-128 i CAST-128 mogą być podatne na ataki kwantowe w bardzo odległej przyszłości.
Rozszerzona tabela, która zawiera:
- Długość klucza
- Złożoność ataku klasycznego i kwantowego
- Skuteczność przy ataku kwantowym
- Szacowany czas złamania przy mocy:
- 10¹² kluczy/s (klasyczny superkomputer)
- 10¹⁵ kluczy/s (hipotetyczny komputer kwantowy)
🔐 Porównanie szyfrów: klasyczne vs. kwantowe + czas złamania
| Szyfr | Klucz | Klasyczna złożoność | Kwantowa złożoność | Efektywna siła kwantowa | ⏳ Czas złamania (klasycznie, 10¹² kl/s) | ⏳ Czas złamania (kwantowo, 10¹⁵ kl/s) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AES-128 | 128b | 21282^{128} | 2642^{64} | jak 64-bit | ~1,08 × 10¹⁹ lat | ~292 lat |
| AES-192 | 192b | 21922^{192} | 2962^{96} | jak 96-bit | ~6,3 × 10⁴⁴ lat | ~2,5 × 10⁶ lat |
| AES-256 | 256b | 22562^{256} | 21282^{128} | jak 128-bit | ~3,67 × 10⁵⁷ lat | ~1,08 × 10¹⁹ lat |
| CAST-128 | 128b | 21282^{128} | 2642^{64} | jak 64-bit | ~1,08 × 10¹⁹ lat | ~292 lat |
| CAST-256 | 256b | 22562^{256} | 21282^{128} | jak 128-bit | ~3,67 × 10⁵⁷ lat | ~1,08 × 10¹⁹ lat |
| 3DES | 112b* | 21122^{112} | 2562^{56} | jak 56-bit | ~1,4 × 10¹¹ lat | ~10 sekund (!) |
🔸 *Efektywny poziom bezpieczeństwa 3DES to ok. 112 bitów (ze względu na ataki skracające).
🔹 Przy obliczeniach zakładamy, że klucz zostanie znaleziony połowie przestrzeni (średnio).
📌 Wnioski końcowe:
- Szyfry 256-bitowe (AES, CAST) są praktycznie niezniszczalne nawet dla komputerów kwantowych.
- Szyfry 128-bitowe (AES, CAST) są obecnie bezpieczne, ale mogą być zagrożone za kilkadziesiąt lat, jeśli powstaną bardzo silne komputery kwantowe.
- 3DES jest już dziś przestarzały i niezalecany — łatwy cel zarówno dla klasycznych, jak i kwantowych ataków.
