Асимметричное шифрование в ИБ: вызовы и лучшие практики

Асимметричное шифрование — ключевой инструмент защиты данных и аутентификации в современной информационной безопасности. Однако его применение связано с рядом сложностей и рисков, которые требуют особого внимания. Cyber Media разбирает основные принципы асимметричного шифрования, потенциальные угрозы и проверенные методы их минимизации в корпоративной среде.

Основные принципы и роль в ИБ

Асимметричное шифрование — это секретный «диалог» между двумя участниками, у каждого из которых есть свой уникальный ключ. В отличие от симметричного шифрования, где один ключ открывает и закрывает «замок», здесь используется пара: один ключ — открытый, другой — приватный. Открытый ключ можно свободно распространять, а приватный хранится в строжайшей тайне. Такая схема позволяет не только надежно шифровать данные, но и подтверждать личность отправителя благодаря цифровой подписи.

Технология прочно вошла в нашу жизнь: от защиты электронной почты и безопасного веб-серфинга (HTTPS) до аутентификации пользователей и защиты финансовых транзакций. В корпоративной информационной безопасности асимметричное шифрование становится фундаментом для построения надежных систем, обеспечивая конфиденциальность, целостность и непротиворечивость данных.

Почему это важно? Атаки становятся все изощреннее, а требования к защите данных — строже. Использование асимметричного шифрования помогает не просто закрыть «дверь», а сделать так, чтобы ее никто и не смог открыть без нужного ключа — даже если злоумышленник перехватит зашифрованные данные. Это позволяет строить надежные системы коммуникаций и доверия, без которых невозможно представить современный бизнес.

Риски повторного использования открытого ключа в протоколах без строгой проверки подлинности

Повторное использование открытого ключа — это как если бы вы в разных местах использовали один и тот же ключ от дома, но при этом не проверяли, действительно ли этот ключ принадлежит вашему соседу, а не кому-то постороннему. В протоколах, где нет строгой проверки подлинности, такой подход становится настоящей дырой в безопасности.

Дмитрий Сатанин

Директор по информационной безопасности «Группы Астра»

Повторное использование открытого ключа (ОК) является одной из наиболее критичных уязвимостей схем ассиметричного шифрования, приводящих к снижению их стойкости и возможности вскрытия соответствующей переписки. Причина — недостаточная длина ОК, реже — «плохой» способ генерации такого ключа. Риск нейтрализуется использованием сертифицированных средств криптографической защиты (СКЗИ).

Главная проблема в том, что злоумышленник может подделать или заменить открытый ключ, и, если система не умеет корректно проверять его подлинность, данные, шифруемые таким ключом, окажутся под угрозой. В итоге, вместо безопасного обмена информацией вы получаете возможность для атаки «человек посередине» (MITM), когда злоумышленник перехватывает и даже изменяет сообщения, оставаясь незамеченным.

Дмитрий Булгаков

Эксперт по информационной безопасности, «Инфосистемы Джет»

Нейтрализовать данные риски или их минимизировать можно разными способами, такими как добавление привязки открытого ключа к какому-либо физическому признаку владельца ОК, например, по IP-адресу, геолокации, уникальному идентификатору или совокупности этих факторов, это может быть слабый, но все же способ снизить риск компрометации.

Но все же главной технологией на текущий момент (и самой надежной) является использование сертификатов и PKI в целом, где каждый из членов криптографической операции доверяет некой третьей стороне — удостоверяющему центру (УЦ). УЦ как раз подписывает пару открытого-закрытого (публичного и приватного) ключа своим закрытым ключом, добавляет информацию о нем в документ/файл-сертификат, тем самым являясь единой точкой доверия.

Иными словами, повторное использование открытого ключа без должной проверки — это быстрый путь к проблемам. Но при грамотной организации проверки подлинности и управлении ключами такие риски легко сводятся к минимуму.

Защита приватных ключей в облачной инфраструктуре: аппаратные модули безопасности vs программные решения

Защита приватных ключей — это как хранить ценный клад в надежном сейфе. В облачной инфраструктуре этот сейф может быть либо физическим устройством, аппаратным модулем безопасности, либо виртуальным — программным решением с многоуровневой изоляцией.

Аппаратные модули безопасности — это специализированные устройства, созданные для генерации, хранения и обработки криптографических ключей в изолированной среде. Они обеспечивают высокий уровень защиты: ключи никогда не покидают защищенный модуль, а операции с ними выполняются внутри устройства. Такие модули сертифицированы по строгим стандартам безопасности, что делает их надежным выбором для организаций с высокими требованиями к защите.

Дмитрий Овчинников

Архитектор информационной безопасности UserGate

Для защиты закрытых ключей в облачной инфраструктуре можно использовать как аппаратный модуль безопасности (HSM) так и программные решения с многоуровневой изоляцией. Выбор решения зависит от того, для какой системы разрабатывается система защиты, какие предъявлены требования, а также от типа облачной инфраструктуры. Если арендуется стойка и в ней размещаются свои сервера, то можно использовать HSM. Если продукт развернут исключительно на арендованных виртуальных вычислительных мощностях, то допустимо использовать программную изоляцию и защиту. Подобное решение должно приниматься, основываясь на стандартах и требованиях к системе защиты информационной системы.

Программные решения с многоуровневой изоляцией — это гибкий и масштабируемый вариант, который реализуется в виде программного обеспечения, работающего в защищенных контейнерах или виртуальных машинах. Они проще в развертывании и интеграции в облачные среды, а также обычно дешевле аппаратных решений. Однако, уровень безопасности напрямую зависит от качества реализации и архитектуры изоляции.

В итоге выбор зависит от задач бизнеса, бюджета и требований к уровню безопасности. Аппаратные модули — идеальный вариант для критически важных систем, где цена ошибки слишком высока, а программные решения отлично подойдут для проектов с динамичными требованиями и ограниченными ресурсами.

Уязвимости алгоритмов на основе ЕСС в корпоративной ИБ-среде

Алгоритмы криптографии на базе эллиптических кривых считаются одними из самых эффективных для защиты данных: при меньших размерах ключей они обеспечивают тот же уровень безопасности, что и традиционные схемы, вроде RSA. Однако даже такая «легковесная» криптография может подвести — особенно в корпоративной среде, где конфигурации сложные, а инфраструктура разнородная.

Андрей Найденов

Руководитель дивизиона кибербезопасности, Infosecurity (ГК Softline)

Алгоритмы на основе эллиптических кривых (ECC) могут стать уязвимым звеном корпоративной системы информационной безопасности в нескольких случаях.

Во-первых, риски возникают при некорректном выборе параметров кривых – использование ненадежных или нестандартизированных кривых, уязвимых к специализированным атакам, например, MOV-атакам, снижает криптостойкость системы. А применение кривых с недостаточной длиной ключа (менее 256 бит для ECC) повышает риск успешного brute-force-взлома.

Во-вторых, серьезную угрозу представляют ошибки реализации. Например, слабые места в реализациях протоколов, например, ECDHE в TLS, где возможны атаки на параметры обмена ключами, или повторное использование nonce в ECDSA, позволяющее восстановить приватный ключ.

Также ключевыми факторами риска остается неэффективное управление ключами — ненадежное хранение приватных ключей, например, в незашифрованном виде или без использования HSM-модулей, а также отсутствие ротации ключей или их повторное использование в разных системах.

Выбор кривой в ECC — не просто настройка «по умолчанию». Некоторые кривые экспертами были признаны ненадежными из-за возможности построения бэкдоров или слабых параметров. Например, использование собственной «нестандартной» кривой без должной проверки безопасности — это как ставить замок, к которому ключ лежит рядом.

Неправильная генерация параметров может привести к уязвимости перед атаками типа invalid curve attack, при которой злоумышленник подсовывает «плохую» точку на кривой и получает доступ к приватному ключу. Это не гипотетическая угроза — такие атаки уже демонстрировались на практике и успешно работали против уязвимых реализаций.

Павел Карасев

Бизнес-партнер компании «Компьютерные технологии»

Минимизировать риски позволяет:

• использование только утвержденных NIST/SECG кривых, например, secp256r1;
• верификация параметров и проверка принадлежности точек к правильной кривой;
• регулярное обновление криптобиблиотек и применение TLS 1.3, где поддержка ECC реализована корректно.

Асимметричное шифрование — это не просто алгоритм, а экосистема. Надежность системы определяется не только стойкостью ключа, но и тем, как он создан, хранился, использовался и контролировался. Именно это отличает инженерный подход в ИБ от криптографического минимализма.

Каждый из этих пунктов — это не рекомендация «на всякий случай», а проверенные меры, которые уже спасли многие компании от компрометации. В условиях постоянных атак и быстро меняющихся угроз именно грамотная реализация ECC делает ее надежным компонентом корпоративной защиты.

Будущее асимметричного шифрования

В ближайшие годы мы увидим, как появятся новые алгоритмы шифрования, которые смогут противостоять даже самым мощным квантовым компьютерам. Это значит, что данные будут надежно защищены не только сегодня, но и через 10-20 лет.

Кроме того, шифрование станет еще удобнее и быстрее. Современные технологии уже позволяют уменьшить нагрузку на устройства и сделать защиту максимально незаметной для пользователя — просто включил и все работает безопасно.

Также важной частью будущего станет интеграция с новыми технологиями — например, с искусственным интеллектом и Интернетом вещей. Еще одним направлением будет автоматизация управления ключами — чтобы не нужно было вручную контролировать их безопасность, а все процессы шли сами и без ошибок.

В итоге асимметричное шифрование будет не просто способом спрятать информацию, а полноценным «стражем» цифрового мира, который помогает строить доверие и защищать нашу жизнь в интернете.

Заключение

Асимметричное шифрование остается основой цифровой безопасности, но эффективная защита зависит не только от алгоритмов, а от того, как именно они применяются. Повторное использование ключей, слабая аутентификация, уязвимые параметры ECC — все это реальные риски, особенно в сложных инфраструктурах.

Чтобы избежать проблем, важно обеспечить надежное хранение приватных ключей, выбирать проверенные криптографические параметры и регулярно пересматривать подходы к управлению ключами. В условиях стремительных изменений ИБ-среды только системный и внимательный подход к шифрованию может гарантировать устойчивость защиты.

ⓘ

2SDnjdvWCYV