Encodarea este folosită când dorim să prezentăm o serie de date sub o altă formă. De exemplu, când există caractere neprintabile în datele noastre, nu le putem afișa sub forma unui string. Base64 este un cunoscut exemplu de algoritm de encodare pentru că transformă orice vector de octeți într-un string de caractere printabile. Vom prezenta în secțiunea Demo cum encodam și decodăm un mesaj.

Să presupunem că Alice și Bob doresc să comunice pe Internet. Pentru început, cei doi folosesc un canal simplu prin care transmit mesajele în clar. Problema care apare este că Trudy, care este rău intenționat, poate asculta ce vorbesc Alice și Bob și va și înțelege mesajele deoarece ele sunt transmise în clar.

Criptarea înseamnă ascunderea datelor folosind un algoritm public și o cheie secretă. În cazul nostru, Alice criptează mesajul pe care dorește să îl transmită, iar Bob îl decriptează. Alice și Bob au aceeași cheie secretă negociată într-un moment de timp anterior comunicării. Trudy vede în continuare mesajele, știe algoritmul de criptare (deoarece e public), dar nu cunoaște cheia de decriptare, deci nu poate vedea conținutul lor. Un exemplu de algoritm de criptare este AES.

Hash-ul este o funcție one-way. Ea primește un input oricât de mare (1 byte, un cuvânt, un fișier, un întreg HDD, etc) și returnează un string de o dimensiune fixă în funcție de tipul de hash folosit. Hash-urile sunt rezistente la coliziuni, adică este extrem de greu de găsit 2 input-uri care să producă același hash. Mai mult, un singur bit schimbat în input va genera un output complet diferit. Exemple de algoritmi de hashing: md5 (învechit), SHA-1, SHA-256.

În laboratoarele trecute, când foloseam SSH, era mereu nevoie să introducem parola utilizatorului pe care ne conectăm. Pentru a evită acest lucru (și a și securiza mașina virtuală de Linux) putem folosi o pereche de chei publice și private. Aceste chei sunt folosite de un algoritm de criptare asimetric (folosește 2 chei). Numim E(m, p) criptarea unui mesaj cu cheia p și D(m, s) decriptarea unui mesaj cu cheia s, p = cheia publică, iar s = cheia secretă. Nu intrăm în concepte de matematică, ci doar vom explica simbolic cum funcționează un algoritm de criptare asimetric:

1. Orice mesaj criptat cu cheia publică poate fi decriptat doar cu cheia privată: D(E(m, p), s) = m

2. Orice mesaj criptat cu cheia privată poate fi decriptat doar cu cheia publică. D(E(m, s), p) = m

Revenind la SSH, userul student își generează o pereche de chei publice/private pe mașina sa locală și copiază cheia publică pe mașina virtuală. Când se autentifică pe aceasta cu userul student, primește un challenge: criptează-mi cu cheia privată a userului student mesajul Salut sunt student!. Mașina locală criptează mesajul cu cheia privată și o trimite la server. Serverul decriptează mesajul și obține un mesaj valid. Trudy nu poate cripta același mesaj deoarece nu cunoaște cheia privată, și deci serverul va obține o decriptare invalida și nu îi va permite accesul.

1. Cea mai naivă abordare de stocare a parolelor într-o bază de date este în clar. Dacă un atacator reușește să obține acces la baza de date respectivă, nu doar că obține acces la toate conturile, ci și la orice alt cont al unui utilizator de pe alt site unde a fost folosită aceeași parolă. Este evident că această abordare nu este sigură.

2. O altă variantă (mai sigură) ar fi să nu stocăm parolele în clar, ci să stocăm hash-ul parolei în baza de date. Astfel, când un utilizator se loghează, facem hash-ul parolei introduse de el și îl comparam cu cel din baza de date.

Abordarea este într-adevăr mai bună, dar încă nu complet sigură. Deși hash-urile nu pot fi sparte direct (dintr-un hash să obținem mesajul inițial), ele pot fi atacate folosind dicționare. Un dicționar este o mulțime de corespondențe (hash_mesaj) → (mesaj). Pentru a sparge un hash, putem folosi dicționare mari online precum acesta. Dacă avem norocul ca hash-ul să se afle în dicționar, atunci obținem parola în clar. De obicei, acest lucru se întâmplă pentru toate parolele ce folosesc cuvinte cunoscute sau au o dimensiune/complexitate mică.

Pentru baza de date de mai sus, parola lui Mihai a putut fi spartă, dar cea a lui Andrei nu. Andrei a avut o parola mai lungă, dar acest lucru nu asigură neapărat siguranța ei.

3. O abordare finală ar fi să folosim un salt pentru hash-uirea parolei. Salt-ul este un string random de câteva caractere random ce se folosește în felul următor la construirea unui hash: Hash(salt | parolă), unde “|” înseamnă concatenare. Astfel, salt-ul previne atacul cu dicționar de mai sus deoarece este foarte puțin probabil ca hash-ul respectiv să existe într-un dicționar. Salt-ul se stochează în clar în baza de date.

Pentru Mihai, este: Hash(dfd454ddfmereverzi).

Oriunde ne-am crea un nou cont, ne este recomandat să ne setăm o parolă cât mai lungă și mai complexă. Totodată este bine să avem câte o parolă diferită pentru fiecare cont pe care îl avem. Refolosirea unei parole nu înseamnă decât creșterea riscului de a ni se fura datele. Pentru folosirea de parole sigure și diferite este recomandată folosirea unui password manager precum acesta. Un password manager aduce următoarele avantaje:

1. Stochează el parolele pentru fiecare website, astfel utilizatorul nu trebuie să mai rețină parole complicate
2. Se pot partaja anumite parole cu alți utilizatori

Protocolul de rețea HTTP aduce beneficii din multe puncte de vedere. Unul dintre dezavantajele lui este faptul că toate datele sunt trimise în clar. Astfel, un atacator precum Trudy va putea intercepta și înțelege un pachet HTTP.

Acest start suplimentar necesar de criptare este adus de HTTPS, detaliat mai pe larg aici. Funcționarea lui este asemănătoare cu ce am descris mai sus la SSH.