Полное руководство по шифрованию файлов и шифрованию диска: какой из них лучше для вас?

Когда дело доходит до защиты конфиденциальных данных, шифрование является одним из очень немногих методов, гарантирующих надежную защиту при любых обстоятельствах. Существуют различные типы шифрования, инструменты и методы для различных нужд защиты данных. Среди них шифрование файлов и дисков выделяется как два наиболее широко признанных и используемых метода шифрования данных.

В этом сообщении в блоге мы углубимся в определение шифрования, рассмотрим ключевые различия между файловым и дисковым шифрованием, рассмотрим их наилучшие варианты использования и предоставим важную информацию, которая поможет вам определить, какой из них наиболее подходит для ваших конкретных нужд.

Шифрование - это криптографический процесс, который преобразует понятные данные в зашифрованную и нечитаемую форму, называемую зашифрованным текстом. Это достигается путем пропускания данных через алгоритм шифрования, подобный расширенный стандарт шифрования (AES), который случайным образом перестраивает и перемешивает информацию, делая ее непонятной и нечитаемой после завершения процесса.

Процесс перестановки и шифрования данных осуществляется с использованием сложных математических алгоритмов с использованием "криптографических ключей", состоящих из случайных и уникальных наборов букв, специально связанных с каждым зашифрованным файлом. Точно так же, как уникальные ключи от вашего дома или автомобиля, которые могут отпереть только указанную дверь дома или автомобиля. Те же математические вычисления также используются для расшифровки, которая переворачивает процесс шифрования, возвращая данные в исходный вид.

Давайте рассмотрим простой пример, чтобы лучше понять шифрование. Предположим, у вас есть фрагмент текста, в котором говорится: “Я люблю яблоки”, и вы хотите его зашифровать. Вы можете использовать программное обеспечение для шифрования данных, например AxCrypt, который использует 256-битный алгоритм шифрования AES для преобразования текста в зашифрованную форму. Полученный зашифрованный текст может выглядеть примерно так: “v5u8/F28kOazjwQXTxY84+qeweiMvQ=.” Как вы можете видеть, этот зашифрованный текст выглядит совершенно нечитаемым и непонятным, что делает его бесполезным в руках злоумышленника.

Чтобы получить исходный текст из зашифрованной версии, вам просто нужно отменить процесс шифрования, который называется расшифровкой. Расшифровка берет зашифрованный текст и применяет алгоритм расшифровки, используя соответствующий ключ, для преобразования зашифрованного текста обратно в исходный обычный текст. Точно так же, как вы открываете дверь своего закрытого дома или автомобиля уникальным ключом. В этом случае расшифровка зашифрованного текста “v5u8/F28kOazjwQXTxY84+qeweiMvQ=” снова дала бы исходный текст “Я люблю яблоки”.

Шифрование гарантирует, что даже если кто-то перехватит зашифрованный текст или получит несанкционированный доступ к нему, он не сможет понять его содержимое без соответствующего процесса расшифровки и ключа. Это демонстрирует, как шифрование защищает конфиденциальную информацию путем преобразования ее в формат, который не может быть прочитан и понят никем без необходимых знаний о расшифровке и ключа.

Шифрование файлов или шифрование на основе файлов (FBE), как следует из названия, представляет собой метод индивидуального шифрования файлов в файловой системе. Это обеспечивает детальный контроль над мерами безопасности, поскольку позволяет шифровать отдельные файлы, используя для каждого файла свой ключ. Шифрование на основе файлов использует надежный алгоритм шифрования, такой как symmetric Advanced Encryption Standard (AES) для шифрования файлов и данных.

Чтобы зашифровать файл, алгоритм делит его на блоки фиксированного размера, а затем заменяет и переупорядочивает каждый блок, используя сложные математические операции, включая подстановку (замену текста), перестановку (переупорядочение текста) и побитовые операции (логическая процедура), чтобы запутать исходные данные.

Например, в случае текста “Я люблю яблоки” алгоритм заменяет каждую букву рандомизированным соответствующим значением, произвольно меняет порядок символов и применяет побитовые операции. Зашифрованным результатом будет преобразованный шифртекст. Вот как это работает:

Подстановка: 'I' становится '83', 'L' становится '=x', 'i' становится '45' и так далее.

Перестановка: Порядок символов перестраивается на основе математических преобразований. ‘83’ и ‘=x’ будут переставлены в нужном порядке и могут появиться после ‘45’ как ‘4583=x.’

Побитовые операции: Операции XOR и сдвига битов применяются для изменения структуры битов (расположения) данных.

Далее этот процесс повторяется для каждой буквы текста в течение нескольких "раундов", в зависимости от размера круглого ключа. Алгоритм AES поставляется с 10, 12 и 14 круглыми размерами ключей. Таким образом, после применения ключа 14 round к тексту “Я люблю яблоки”, результирующий текст к концу процесса может выглядеть следующим образом: “v5C2uD8FE27A8F5/1B2F9k0AD3zQw8QXTxY6C7D4F8+E6kC2D7F4i91M6v2e9Qi9AbB3” – совершенно непонятная строка символов.

Весь процесс обычно включает в себя генерацию сеансового ключа, который затем безопасно передается вместе с файлом во время передачи данных для расшифровки. Ключ содержит математическую модель для шифрования и дешифрования конкретного файла для данного конкретного сеанса, гарантируя, что только люди, имеющие доступ к этому ключу, смогут расшифровать данные. Шифрование на основе файлов обеспечивает высокий уровень безопасности, гарантируя, что конфиденциальная информация остается защищенной как в состоянии покоя, так и при передаче.

Шифрование диска или полное шифрование диска (FDE), как следует из названия, - это метод, при котором шифруется весь диск. Это отличается от шифрования файлов в том аспекте, что вместо отдельных файлов шифруется и расшифровывается сразу весь диск, включая операционную систему и связанные с ней файлы.

Думайте о полном шифровании диска как о запирании всего вашего дома с помощью входной двери, а о шифровании файлов как о запирании отдельных сейфов внутри вашего дома. Вы шифруете диски с помощью программного обеспечения для шифрования дисков, такого как Microsoft BitLocker или Apple FileVault.

Аналогично шифрованию файлов, процесс полного шифрования диска выполняется на уровне блоков, разделяя диск на блоки фиксированного размера и шифруя каждый блок с использованием алгоритма симметричного шифрования, такого как расширенный стандарт шифрования (AES). Это гарантирует, что все данные на диске преобразуются в нечитаемую форму, которую можно расшифровать только с помощью соответствующего ключа дешифрования.

Ключ шифрования, используемый при шифровании диска, обычно является производным от пароля пользователя или кодовой фразы. Когда система загрузится, пользователю будет предложено ввести пароль или кодовую фразу для разблокировки диска. После аутентификации ключ шифрования расшифровывается и используется для доступа к зашифрованному содержимому диска.

В процессе шифрования алгоритм работает каскадным образом, шифруя каждый сектор диска производным ключом. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет зашифрован весь диск. Зашифрованные данные хранятся таким образом, чтобы сохранить структуру диска, позволяя операционной системе и приложениям беспрепятственно получать доступ к данным.

Каждый тип шифрования имеет свои особенности, и при выборе метода шифрования данных важно понимать, чем отличаются шифрование файлов и полное шифрование диска. Знание этих различий может помочь вам выбрать правильный подход для ваших нужд в шифровании. Давайте рассмотрим ключевые отличия этих двух методов шифрования:

ПРИНЦИП:

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:

БЕЗОПАСНОСТЬ:

ДОСТУПНОСТЬ:

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДАННЫХ:

ДОСТУПНОСТЬ:

ПРОСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:

Каждое из этих различий и особенностей, таких как принцип, скорость, безопасность, доступность по цене и т.д., можно взвесить при выборе между шифрованием файлов и дисков в соответствии с вашими конкретными потребностями в обеспечении безопасности данных.

Выбирая между шифрованием файлов и диска, учитывайте свои потребности в безопасности данных. Шифрование файлов обеспечивает детальный контроль за счет шифрования отдельных файлов уникальными ключами, обеспечивая повышенную безопасность и более быструю обработку для выборочного доступа. Шифрование диска шифрует весь диск с помощью одного ключа, обеспечивая удобство, но потенциально снижая производительность. Шифрование файлов обеспечивает более высокий уровень безопасности, поскольку каждый файл имеет свой собственный ключ шифрования, в то время как шифрование диска основывается на одном ключе для всего диска.

Шифрование файлов, как правило, более доступно по цене и позволяет упростить восстановление данных в случае потери файла или проблем с ключами. Он также обеспечивает выборочный доступ к зашифрованным файлам. Напротив, для шифрования диска может потребоваться дополнительное программное или аппаратное обеспечение, а восстановление данных может оказаться сложной задачей в случае утери ключей шифрования или сбоя диска.

В конечном счете, учитывайте такие факторы, как безопасность, доступность по цене, восстановление данных, доступность и простота использования, чтобы принять обоснованное решение, основанное на ваших конкретных требованиях. Шифрование файлов идеально подходит для детального контроля и более быстрой обработки, в то время как шифрование диска обеспечивает удобство шифрования всего диска.