Страница 1 из 8

Криптография. Как защитить свои данные в цифровом пространстве

Мартин Кит

Кит Мартин

Keith Martin

Cryprography: The Key to Digital Security, How It Works, and Why It Matters

Посвящается Фреду: криптографу, визионеру, наставнику

Введение

Ею пользовался Юлий Цезарь. Ее пыталась применять Мария Стюарт, но не справилась и лишилась головы. Наполеон ею злоупотреблял, и это стоило ему империи. На нее полагались все стороны Второй мировой, и многие считают, что именно превосходство союзников в ее применении позволило войну наконец закончить. На протяжении всей холодной войны без нее не могли обойтись шпионы и разведчики, более того, и сейчас не могут. Но кое-кто использует ее намного чаще и для неизмеримо более широкого круга задач. Кое-кто полагается на нее при решении значительной, если не большей части своих повседневных задач. Этот человек – вы. А этот незаменимый инструмент – криптография.

Именно криптография обеспечивает безопасность множества обычных дел, которые лишь на первый взгляд не нуждаются в защите. Вы обращаетесь к ней, когда звоните по мобильному, снимаете наличные в банкомате, подключаетесь к сети Wi-Fi, входите в систему компьютера, ищете информацию в Google и смотрите фильмы в Netflix. Криптография помогает защитить более миллиарда устройств Apple[1], более 7 миллиардов банковских карт[2] и 55 миллиардов ежедневных сообщений WhatsApp[3]. Цифровая валюта Bitcoin и сопутствующий блокчейн тоже опираются на криптографию.

Собственно говоря, криптография ответственна за защиту более трех четвертей всех глобальных соединений в Интернете[4]. Известно ли вам, что при подключении к безопасному веб-сайту ваш браузер использует криптографические инструменты, без которых не произошла бы компьютерная революция, создавшая Интернет в его нынешнем виде? Знали ли вы, что каждый раз, когда вы открываете дверь автомобиля, ваш ключ делает то, на что не способен ни один злоумышленник с доступом к самому мощному суперкомпьютеру в мире? Можете ли вы представить, что сообщения с вашего телефона зашифрованы так хорошо, что это может всерьез обеспокоить некоторые разведслужбы?

В сущности, криптография – это одно из практических применений математики. Но сложно назвать хотя бы еще одну область, где математика применялась бы в таких масштабах и была бы настолько важной. Ей редко уделяют внимание в популярных фильмах, но с криптографией все иначе: вспомните Энигму, 007: Координаты «Скайфолл» и Тихушников[5]; или сериалы C.S.I.: Киберпространство и Призраки[6]; или такие бестселлеры как Цифровая крепость Дэна Брауна[7].

К тому же математика обычно не решает исход войн и не нервирует мировых лидеров.

Криптография предоставляет набор инструментов для защиты информации. Их можно применять к информации, представленной физическим образом, такой как слова, написанные на бумаге, но ее огромная роль в современной жизни объясняется в основном нашей растущей зависимостью от цифровых данных. Криптография позволяет держать конфиденциальную информацию действительно в тайне. С ее помощью можно обнаружить случайное или умышленное изменение информации. Она дает возможность определить, с кем мы общаемся. На самом деле это практически единственное доступное средство для обеспечения цифровой безопасности.

Криптография подобна антибиотикам: их тоже можно принимать всю жизнь, ничего в них не понимая. Однако существуют целых две причины разобраться в том, как они работают. Во-первых, это поможет понять, как устроено человеческое здоровье, и когда антибиотики принимать стоит, а когда нет: такое знание будет полезно как вам самим, так и окружающим. Во-вторых, потребление антибиотиков каждым отдельным индивидом складывается в важные последствия для общества в целом: чрезмерное использование и появление супербактерий.

Точно так же можно всю жизнь применять криптографию, даже не подозревая о ее существовании. Однако я убежден, что даже немного знаний в этой области могут принести огромную пользу. Прежде всего мне хотелось бы открыть вам глаза на ту огромную роль, которую криптография играет в поддержке вашего образа жизни. Мне кажется, что понимание того, зачем нужна криптография и как она работает, позволит вам увереннее ориентироваться в вопросах цифровой безопасности. Кроме того, применение криптографии затрагивает и более широкие социальные вопросы баланса личной свободы и контроля за информацией, и их я тоже собираюсь исследовать в этой книге.

Я не стану предпринимать никаких серьезных попыток дать определение киберпространству[8]. В контексте нашей книги киберпространство – это все, что вы таковым считаете. Иными словами, все множество «электронных вещей[9]».

Киберпространство состоит из компьютеров, взаимодействующих через сеть, иначе говоря – из устройств, которые можно с уверенностью назвать вычислительными. Это не только стационарные ПК, моноблоки и ноутбуки, но и такие гаджеты, как мобильные телефоны, игровые приставки, и даже голосовые помощники. Эти последние принято считать устройствами с доступом к Интернету, но компьютерами их признают редко. Помимо них киберпространство состоит из миллионов устройств, с которыми мы взаимодействуем напрямую (включая платежные терминалы, банкоматы и системы паспортного контроля), и других, скрытых от нас, например компьютерных систем бизнеса, обороны и промышленного управления.

Наверное, самым важным и до некоторой степени тревожным можно назвать тот факт, что многие устройства, которые даже не принято считать цифровыми, не говоря уже об отнесении их к компьютерам, стремительно расширяют свое присутствие в киберпространстве: автомобили, бытовая техника, «умные дома». Сети, объединяющие их, могут быть проводными и беспроводными, коротковолнового и длинноволнового диапазона, полностью открытыми или выделенными для определенных задач, таких как телекоммуникации. Самой важной из этих сетей, безусловно, является Интернет.

Конечно, между киберпространством и реальным миром нет четкой границы, их элементы взаимодействуют все активнее с каждым днем. Все сложнее найти человека, который не пользуется Интернетом[10], компанию, которая не представлена онлайн, или технологии, никак не связанные с киберпространством. И при этом большая часть происходящего в киберпространстве – результат нажатия кнопок на физических устройствах, запускающих программы на компьютерах, которые можно пощупать.

Задумайтесь на секунду, насколько сильно вы зависите от киберпространства. Вспомните, как вы общаетесь с друзьями, где читаете и смотрите новости и как выбираете, где провести следующий отпуск. Как ведете финансы и делаете покупки. Не забывайте о музыке, фильмах, фотоальбомах. Я уже упоминал об автомобиле? Он открывает двери по нажатию кнопки, всегда знает, где находится, отчитывается производителю о неполадках и понемногу учится ездить самостоятельно. И это лишь верхушка айсберга. Каждый день вы полагаетесь на множество незаметных вещей, которые просто работают. Самолеты летают, электричество питает устройства, сигнал светофора меняет цвет. В наши дни киберпространство повсюду.

Дэми Ли, «Apple Says There Are 1.4 Billion Active Apple Devices», Verge, 29 января 2019 года, https://www.theverge.com/2019/1/29/18202736/apple-devices-ios-earnings-q1–2019.

По состоянию на апрель 2018 года в мире существовало 7,1 миллиарда глобальных банковских карт EMV (Europay, Mastercard и Visa) с чипом и PIN-кодом: «EMVCo Reports over Half of Cards Issued Globally Are EMV® Enabled», EMVCo, 19 апреля 2018 года, https://www.emvco.com/wp-content/uploads/2018/04/Global-Circulation-Figures_FINAL.pdf.

Это цифры, которые компания WhatsApp опубликовала в середине 2017 года, но даже если они немного преувеличены, они, скорее всего, правильно отражают масштаб: WhatsApp, «Co

По сообщениям компании Mozilla, в 2018 году доля веб-страниц, загруженных браузерами Firefox по https (с шифрованием), достигла отметки в 75 процентов: Let’s Encrypt Stats, Let’s Encrypt, по состоянию на 10 июня 2019 года, https://letsencrypt.org/stats.

Энигма (режиссер Майкл Эптед, Jagged Films, 2001) – художественный фильм о криптографах, работавших в Блетчли-парке, Англия, во время Второй мировой войны, и их попытках расшифровать переговоры, закодированные нацистскими машинами Энигма. В фильме 007: Координаты «Скайфолл» (режиссер Сэм Мендес, Columbia Pictures, 2012) Джеймс Бонд и его квартирмейстер, Q, занимаются впечатляющим (и несколько неправдоподобным) анализом зашифрованных данных. Фильм Тихушники (режиссер Фил Алден Робинсон, Universal Studios, 1992), пожалуй, опередил свое время; в нем два студента занимаются взломом компьютерных сетей и оказываются вовлечены в сбор разведданных с использованием устройств, способных взламывать криптографию.

C.S.I.: Киберпространство (Jerry Bruckheimer Television, 2015–16) – американский драматический сериал об агентах ФБР, расследующих киберпреступления. В нем изображены довольно необычные криптографические методики, включая хранение ключей шифрования в виде татуировок. Призраки (Kudos, 2002–11) или MI-5 – британский телесериал о вымышленных сотрудниках спецслужб. В нескольких сериях агенты имеют дело с зашифрованными данными, демонстрируя необычайный талант к преодолению шифрования прямо на лету!

Дэн Браун использовал криптографию в нескольких своих книгах, особенно в романе Цифровая крепость (St. Martin’s Press, 1998), посвященном компьютеру, способному взломать любой известный метод шифрования. Интересно, что в самом известном романе Брауна, Код да Винчи (Doubleday, 2003), одним из персонажей выступает криптограф, хотя криптографии как таковой там нет.

Мой коллега Роберт Каролайна считает, что киберпространство – это не место, а средство взаимодействия. Он приводит сравнение между киберпространством и термином televisionland, с помощью которого на заре телевидения описывали абстрактную связь между людьми и новой технологией. В наши дни приветствие «Доброе утро всем в телевиделяндии!» (фраза, с которой экипаж Аполлон-7 начал свое первое радиообращение из космоса в 1968 году); Каролайна ожидает, что идея нахождения «в киберпространстве» точно так же в конечном счете выйдет из употребления. Я склонен с ним согласиться.

Киберпространство – это концепция, которой чрезвычайно сложно дать четкое определение. Принято считать, что впервые этот термин использовал писатель Уильям Гибсон, однако современные определения обычно основаны на абстрактном описании компьютерных сетей и данных, которые в них находятся. В своем выступлении на Crypto Wars 2.0 (третий межуниверситетский семинар по кибербезопасности, Оксфордский университет, май 2017 года) доктор Киан Мерфи (Бристольский университет) предложила более краткое определение: «Мне не нравится слово киберпространство, я предпочитаю называть это электронными вещами».

Согласно Internet World Stats (Miniwatts Marketing Group), по состоянию на 14 июля 2019 года, https://www.internetworldstats.com/stats.htm, чуть более половины населения мира уже в Интернете.