1
00:00:02,940 --> 00:00:08,500
Интернет: шифрование и открытые ключи

2
00:00:08,990 --> 00:00:13,730
Здравствуйте! Меня зовут Миа Гил-Епнер, я закончила 
Университет Беркли по специальности "Информатика"

3
00:00:13,730 --> 00:00:19,070
и работаю в Министерстве обороны США над 
обеспечением безопасности данных.

4
00:00:19,070 --> 00:00:22,290
Интернет — это открытая и публичная система.

5
00:00:22,290 --> 00:00:26,870
Мы посылаем и получаем данные через 
общие системы связи.

6
00:00:26,870 --> 00:00:29,579
Несмотря на то, что мы знаем, что 
это открытая система, мы передаем большое

7
00:00:29,579 --> 00:00:31,714
количество личных данных.

8
00:00:31,714 --> 00:00:35,890
Это номера кредитных карт, 
банковские данные, пароли, эл. почта и т. д.

9
00:00:35,890 --> 00:00:39,190
Как же все эти личные данные хранятся в тайне?

10
00:00:39,190 --> 00:00:42,810
Любые данные можно хранить в безопасности
благодаря процессу "шифрования",

11
00:00:42,810 --> 00:00:46,439
кодирования или подмены сообщения
для сокрытия оригинального текста.

12
00:00:46,439 --> 00:00:49,740

Дешифрование — это процесс декодирования такого

13
00:00:49,740 --> 00:00:52,610
сообщения, чтобы его можно было прочитать.

14
00:00:52,610 --> 00:00:55,480
Люди делают это веками.

15
00:00:55,480 --> 00:01:00,280
Одним из первых известных методов 
шифрования был шифр Цезаря.

16
00:01:00,280 --> 00:01:03,559
Он назван в честь 
римского императора Юлия Цезаря,

17
00:01:03,559 --> 00:01:07,220
который шифровал свои военные команды, 
чтобы сообщения не перехватили враги

18
00:01:07,220 --> 00:01:10,060
и не смогли их прочитать.

19
00:01:10,060 --> 00:01:13,360
Шифр Цезаря — это алгоритм, в котором 
каждая буква исходного сообщения

20
00:01:13,360 --> 00:01:16,979
заменяется на букву, стоящую через 
несколько букв дальше по алфавиту.

21
00:01:16,979 --> 00:01:22,429
Если цифра известна лишь отправителю 
и получателю, она называется ключом.

22
00:01:22,429 --> 00:01:27,640
Это позволяет читателю раскрыть 
секретное сообщение.

23
00:01:27,640 --> 00:01:30,560
Например, если оригинальное 
сообщение — "HELLO",

24
00:01:30,560 --> 00:01:35,869
то, по алгоритму шифра Цезаря с ключом 5, 
зашифрованное слово

25
00:01:35,869 --> 00:01:39,409
было бы таким...

26
00:01:39,409 --> 00:01:43,259
Чтобы расшифровать сообщение,
получатель просто воспользовался ключом,

27
00:01:43,259 --> 00:01:46,479
чтобы проделать процесс в обратную сторону.

28
00:01:46,479 --> 00:01:50,179
Но с шифром Цезаря есть
большая проблема: любой может легко взломать код

29
00:01:50,179 --> 00:01:54,569
или расшифровать сообщение, 
попробовав все возможные ключи.

30
00:01:54,569 --> 00:01:57,099
В английском алфавите всего 26 букв,

31
00:01:57,099 --> 00:02:03,309
то есть чтобы расшифровать сообщение,
нужно попробовать максимум 26 ключей.

32
00:02:03,309 --> 00:02:06,810
Попробовать 26 ключей не сложно. 
Это займет не более пары часов.

33
00:02:06,810 --> 00:02:10,111
Поэтому усложним задачу.

34
00:02:10,111 --> 00:02:13,920
Вместо переноса букв на одно и то же
количество шагов,

35
00:02:13,920 --> 00:02:16,100
давайте перемещать их на разное
количество шагов.

36
00:02:16,100 --> 00:02:18,280
В этом примере десятизначный ключ показывает,

37
00:02:18,280 --> 00:02:21,950
на сколько шагов будет изменена каждая
последующая буква,

38
00:02:21,950 --> 00:02:24,920
чтобы зашифровать более длинные сообщения.

39
00:02:25,410 --> 00:02:28,925
Угадать этот ключ очень трудно.

40
00:02:28,925 --> 00:02:33,560
У десятизначного шифра может быть 
10000000000 решений.

41
00:02:33,560 --> 00:02:39,580
Конечно, никто не мог бы это решить —
это займет много веков.

42
00:02:39,580 --> 00:02:43,430
Но обычном компьютеру сегодня понадобится всего
несколько секунд, чтобы попробовать все

43
00:02:43,430 --> 00:02:45,550
10000000000 вариантов.

44
00:02:45,550 --> 00:02:51,010
А поскольку сегодня злоумышленники вооружены 
компьютерами, а не карандашами,

45
00:02:51,010 --> 00:02:56,210
то как можно зашифровать сообщение так надежно,
чтобы его было очень сложно взломать?

46
00:02:56,210 --> 00:03:02,700
"Слишком сложно" означает слишком много вариантов
для перебора за разумное время.

47
00:03:02,700 --> 00:03:08,728
Сегодня безопасная связь шифруется 
с помощью 256-битных ключей.

48
00:03:08,728 --> 00:03:12,840
Это означает, что компьютер злоумышленника, 
который перехватывает ваше сообщение,

49
00:03:12,840 --> 00:03:15,760

должен попробовать столько вариантов...

50
00:03:15,760 --> 00:03:19,460
пока не обнаружит ключ и не откроет сообщения.

51
00:03:19,460 --> 00:03:23,160
Даже если бы у вас было 
100 000 суперкомпьютеров,

52
00:03:23,160 --> 00:03:28,685
и каждый из них пробовал бы миллион 
миллиардов ключей каждую секунду,

53
00:03:28,685 --> 00:03:32,610
то на каждый вариант понадобилось бы
триллионы триллионов лет,

54
00:03:32,610 --> 00:03:37,690
просто чтобы сломать одно
сообщение с 256-битным шифрованием.

55
00:03:37,690 --> 00:03:42,795
Конечно, каждый год компьютерные чипы 
становятся вдвое быстрее и вдвое меньше,

56
00:03:42,795 --> 00:03:46,130
и если это темп экспоненциального 
прогресса продолжится,

57
00:03:46,130 --> 00:03:48,380
задачи, невозможные сегодня, 
будут решаться

58
00:03:48,380 --> 00:03:51,220
всего за несколько сотен лет в будущем,

59
00:03:51,220 --> 00:03:54,160
и 256 бит станет недостаточно 
для безопасности.

60
00:03:54,160 --> 00:04:00,890
Нам уже пришлось увеличить стандартную длину
ключей, чтобы не отставать от скорости компьютеров.

61
00:04:00,890 --> 00:04:02,645
Хорошая новость в том,

62
00:04:02,645 --> 00:04:05,540
что использование длинного ключа 
не слишком усложняет шифрование,

63
00:04:05,540 --> 00:04:11,440
но при этом экспоненциально увеличивает
количество вариантов для взлома шифра.

64
00:04:11,530 --> 00:04:14,219
Если отправитель и получатель 
используют один и тот же ключ

65
00:04:14,219 --> 00:04:16,779
для кодирования и декодирования сообщения,

66
00:04:16,779 --> 00:04:19,124
это называется "симметричное шифрование".

67
00:04:19,124 --> 00:04:24,789
В этом случае, как с шифром Цезаря, секретный ключ

68
00:04:24,829 --> 00:04:27,849
должен быть заранее согласован двумя лицами.

69
00:04:27,849 --> 00:04:28,779
Это удобно для людей,

70
00:04:28,779 --> 00:04:32,940
но Интернет — это открытая и общедоступная 
среда, поэтому здесь невозможно организовать

71
00:04:32,940 --> 00:04:35,550
"тайную встречу" двух компьютеров,

72
00:04:35,550 --> 00:04:37,915
на которой они договорятся о секретном ключе.

73
00:04:37,915 --> 00:04:40,999
Вместо этого компьютеры
используют асимметричные ключи:

74
00:04:40,999 --> 00:04:47,120
открытый ключ можно дать кому угодно, 
а вот частный ключ никому не раскрывается.

75
00:04:47,120 --> 00:04:49,980
Открытый ключ используется
для шифрования данных,

76
00:04:49,980 --> 00:04:52,840
и любой может зашифровать им сообщение,

77
00:04:52,840 --> 00:04:59,205
но секрет может расшифровать только 
компьютер с доступом к частному ключа.

78
00:04:59,205 --> 00:05:02,550
Это делается математически,
но сейчас мы не будем это обсуждать.

79
00:05:02,550 --> 00:05:06,129
Просто представьте, что у вас есть 
личный почтовый ящик,

80
00:05:06,129 --> 00:05:10,004
куда каждый может класть письма, 
но для этого им нужен ключ.

81
00:05:10,004 --> 00:05:13,280
Вы можете сделать несколько копий ключа

82
00:05:13,280 --> 00:05:16,309
и передать их своим друзьям или даже
просто сделать ключ общедоступным.

83
00:05:16,309 --> 00:05:20,790
Ваш друг или даже незнакомец может 
воспользоваться открытым ключом,

84
00:05:20,790 --> 00:05:23,210
чтобы положить письмо в ваш ящик.

85
00:05:23,210 --> 00:05:25,630
Но только вы можете 
открыть ящик своим частным

86
00:05:25,630 --> 00:05:29,444
ключом и получить доступ 
к секретным сообщениям.

87
00:05:29,444 --> 00:05:31,839
Вы также можете отправить 
защищенное сообщение

88
00:05:31,839 --> 00:05:35,145
своему другу, воспользовавшись 
открытым ключом от его ящика.

89
00:05:35,145 --> 00:05:37,781
Так мы обмениваемся 
защищенными сообщениями,

90
00:05:37,781 --> 00:05:40,770
не договариваясь о частном ключе.

91
00:05:40,770 --> 00:05:43,099
Криптография публичным ключом

92
00:05:43,099 --> 00:05:45,679
является основой всех защищенных сообщений

93
00:05:45,679 --> 00:05:47,404
в открытом интернете,

94
00:05:47,404 --> 00:05:49,052
включая протоколы безопасности,

95
00:05:49,052 --> 00:05:51,130
известные как SSL и TLS,

96
00:05:51,130 --> 00:05:53,610
которые защищают нас 
при просмотре веб-страниц.

97
00:05:53,610 --> 00:05:55,970
Ваш компьютер использует их,

98
00:05:55,970 --> 00:06:02,610
когда вы видите замочек или
буквы "https" в адресной строке браузера.

99
00:06:02,610 --> 00:06:05,772
Это означает, что ваш компьютер использует 
шифрование открытым ключом

100
00:06:05,772 --> 00:06:10,209
для безопасного обмена данными с сайтом.

101
00:06:10,209 --> 00:06:12,524
Все больше людей пользуется интернетом,

102
00:06:12,524 --> 00:06:14,270
поэтому через него передается

103
00:06:14,280 --> 00:06:16,495
все больше и больше личных данных,

104
00:06:16,495 --> 00:06:18,790
и необходимость в безопасности
этих данных становится еще важнее.

105
00:06:18,790 --> 00:06:21,125
А поскольку компьютеры 
становятся все быстрее,

106
00:06:21,125 --> 00:06:23,960
нам придется разработать новые 
способы шифрования,

107
00:06:23,960 --> 00:06:26,818
которые будут слишком сложны
для взлома компьютером.

108
00:06:26,818 --> 00:06:29,596
Это моя задача, и она постоянно меняется.