Der ultimative Leitfaden zur Dateiverschlüsselung Vs. Festplattenverschlüsselung: Welches ist das Beste für Sie?

Wenn es um die Datensicherheit sensibler Daten geht, ist Verschlüsselung eine der wenigen Methoden, die unter allen Umständen einen robusten Schutz garantiert. Es gibt verschiedene Verschlüsselungstypen, Tools und Techniken für unterschiedliche Datenschutzanforderungen. Unter diesen sind Dateiverschlüsselung und Festplattenverschlüsselung zwei der am häufigsten anerkannten und verwendeten Datenverschlüsselungstechniken.

In diesem Blogbeitrag befassen wir uns mit der Definition von Verschlüsselung, untersuchen die wichtigsten Unterschiede zwischen Datei- und Festplattenverschlüsselung, untersuchen ihre besten Anwendungsfälle und geben wichtige Einblicke, damit Sie feststellen können, welche für Ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignet ist.

Verschlüsselung ist ein kryptografischer Prozess, der verständliche und verständliche Daten in eine verschlüsselte und unlesbare Form umwandelt, die Chiffretext genannt wird. Dies wird erreicht, indem die Daten einen Verschlüsselungsalgorithmus wie Advanced Encryption Standard (AES) durchlaufen, der die Informationen zufällig neu anordnet und durcheinander bringt, wodurch sie nach dem Vorgang unverständlich und unlesbar werden.

Das Neuordnen und Verschlüsseln der Daten erfolgt mithilfe komplexer mathematischer Algorithmen unter Verwendung von 'kryptografischen Schlüsseln', die aus zufälligen und eindeutigen Buchstabenmustern bestehen, die speziell mit jeder verschlüsselten Datei verknüpft sind. Genau wie die eindeutigen Schlüssel für Ihr Haus oder Auto, die nur die angegebene Tür des Hauses oder Autos entriegeln können. Dieselben mathematischen Berechnungen werden auch für die Entschlüsselung verwendet, wodurch der Verschlüsselungsprozess umgekehrt wird, um die Daten wieder in die ursprüngliche Form zu bringen.

Betrachten wir ein einfaches Beispiel, um die Verschlüsselung besser zu verstehen. Angenommen, Sie haben einen Text mit der Aufschrift "Ich mag Äpfel" und möchten ihn verschlüsseln. Sie können eine Datenverschlüsselungssoftware wie AxCrypt, das den AES 256-Bit Verschlüsselungsalgorithmus verwendet, um den Text in eine verschlüsselte Form umzuwandeln. Der resultierende verschlüsselte Text könnte ungefähr so aussehen: "v5u8/F28kOazjwQXTxY84+qeweiMvQ=." Wie Sie sehen, erscheint dieser verschlüsselte Text völlig unleserlich und unverständlich, was ihn in den Händen eines böswilligen Angreifers unbrauchbar macht.

Um den Originaltext aus der verschlüsselten Version zu erhalten, müssen Sie lediglich den Verschlüsselungsprozess umkehren, der als Entschlüsselung bezeichnet wird. Beim Entschlüsseln wird der verschlüsselte Text verwendet und der Entschlüsselungsalgorithmus unter Verwendung des entsprechenden Schlüssels angewendet, um den Chiffretext wieder in den ursprünglichen Klartext umzuwandeln. Genau wie das Öffnen Ihrer geschlossenen Haus- oder Autotür mit einem eindeutigen Schlüssel. In diesem Fall würde das Entschlüsseln des verschlüsselten Textes "v5u8 / F28kOazjwQXTxY84 + qeweiMvQ =" wieder den Originaltext "Ich mag Äpfel" ergeben.

Die Verschlüsselung stellt sicher, dass selbst wenn jemand den verschlüsselten Text abfängt oder unbefugten Zugriff darauf erhält, er seinen Inhalt ohne den entsprechenden Entschlüsselungsprozess und Schlüssel nicht verstehen kann. Dies zeigt, wie Verschlüsselung sensible Informationen schützt, indem sie sie in ein Format konvertiert, das ohne die erforderlichen Entschlüsselungskenntnisse und -schlüssel von niemandem gelesen und verstanden werden kann.

Die Dateiverschlüsselung oder dateibasierte Verschlüsselung (FBE) ist, wie der Name schon sagt, eine Methode, um Dateien einzeln in einem Dateisystem zu verschlüsseln. Es bietet eine granulare Kontrolle über Sicherheitsmaßnahmen, da es die Verschlüsselung einzelner Dateien mit einem anderen Schlüssel für jede Datei ermöglicht. Bei der dateibasierten Verschlüsselung wird ein robuster Verschlüsselungsalgorithmus verwendet, z. B. der symmetric Advanced Encryption Standard (AES), um Dateien und Daten zu verschlüsseln.

Um eine Datei zu verschlüsseln, teilt der Algorithmus sie in Blöcke fester Größe auf und ersetzt und ordnet dann jeden Block unter Verwendung der komplexen mathematischen Operationen, einschließlich Substitution (Ersetzen des Textes), Permutation (Neuanordnung des Textes) und bitweisen Operationen (logische Prozedur), neu an Verschleiern der Originaldaten.

Im Fall des Textes "Ich mag Äpfel" ersetzt der Algorithmus beispielsweise jeden Buchstaben durch einen zufälligen entsprechenden Wert, permutiert willkürlich die Reihenfolge der Zeichen und wendet bitweise Operationen an. Das verschlüsselte Ergebnis ist ein transformierter Chiffretext. So funktioniert es:

Ersetzung: 'I' wird zu '83', 'L' wird zu '=x', 'i' wird zu '45' und so weiter.

Permutation: Die Reihenfolge der Zeichen wird basierend auf mathematischen Transformationen neu angeordnet. '83' und '=x' werden in der Reihenfolge neu angeordnet und erscheinen möglicherweise nach '45' als '4583=x.'

Bitweise Operationen: XOR- und Bitverschiebungsoperationen werden angewendet, um die Bitmuster (Anordnung) der Daten zu ändern.

Dieser Vorgang wird für jeden Buchstaben des Textes für mehrere Runden wiederholt, abhängig von der Größe des runden Schlüssels. Der AES-Algorithmus wird mit 10, 12 und 14 runden Schlüsselgrößen geliefert. Nachdem Sie den 14–Runden-Schlüssel auf den Text "Ich mag Äpfel" angewendet haben, kann der resultierende Text am Ende des Prozesses folgendermaßen aussehen: "v5C2uD8FE27A8F5/1B2F9k0AD3zQw8QXTxY6C7D4F8+E6kC2D7F4i91M6v2e9Qi9AbB3" - eine völlig unverständliche Zeichenfolge.

Der gesamte Prozess umfasst in der Regel das Generieren eines Sitzungsschlüssels, der dann während der Datenübertragung zur Entschlüsselung sicher zusammen mit der Datei freigegeben wird. Der Schlüssel enthält das mathematische Modell zum Verschlüsseln und Entschlüsseln der spezifischen Datei für diese bestimmte Sitzung, wodurch sichergestellt wird, dass nur Personen, die Zugriff auf diesen Schlüssel haben, die Daten entschlüsseln können. Die dateibasierte Verschlüsselung bietet ein hohes Maß an Sicherheit, indem sichergestellt wird, dass vertrauliche Informationen sowohl im Ruhezustand als auch bei der Übertragung geschützt bleiben.

Festplattenverschlüsselung oder Festplattenvollverschlüsselung (FDE) ist, wie der Name schon sagt, eine Methode, bei der die gesamte Festplatte verschlüsselt wird. Es unterscheidet sich von der Dateiverschlüsselung dadurch, dass anstelle einzelner Dateien die gesamte Festplatte auf einmal verschlüsselt und entschlüsselt wird, einschließlich des Betriebssystems und der zugehörigen Dateien.

Stellen Sie sich die vollständige Festplattenverschlüsselung als Verriegelung Ihres gesamten Hauses mit der Haupttür und die Dateiverschlüsselung als Verriegelung einzelner Safes in Ihrem Haus vor. Sie verschlüsseln Festplatten mit einer Festplattenverschlüsselungssoftware wie Microsoft BitLocker oder Apples FileVault.

Ähnlich wie bei der Dateiverschlüsselung arbeitet der vollständige Festplattenverschlüsselungsprozess auf Blockebene, wobei die Festplatte in Blöcke fester Größe unterteilt und jeder Block mit einem symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmus wie Advanced Encryption Standard (AES) verschlüsselt wird. Dies stellt sicher, dass alle Daten auf der Festplatte in eine unlesbare Form umgewandelt werden, die nur mit dem entsprechenden Entschlüsselungsschlüssel entschlüsselt werden kann.

Der bei der Festplattenverschlüsselung verwendete Verschlüsselungsschlüssel wird normalerweise von einem Benutzerkennwort oder einer Passphrase abgeleitet. Beim Systemstart wird der Benutzer aufgefordert, das Kennwort oder die Passphrase zum Entsperren der Festplatte anzugeben. Nach der Authentifizierung wird der Verschlüsselungsschlüssel entschlüsselt und für den Zugriff auf den verschlüsselten Festplatteninhalt verwendet.

Während des Verschlüsselungsprozesses arbeitet der Algorithmus kaskadierend und verschlüsselt jeden Plattensektor mit dem abgeleiteten Schlüssel. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die gesamte Festplatte verschlüsselt ist. Die verschlüsselten Daten werden so gespeichert, dass die Festplattenstruktur erhalten bleibt, sodass das Betriebssystem und die Anwendungen nahtlos auf die Daten zugreifen können.