Что Anthropic сделала с текстом Claude

2 августа 2026 года в ЕС вступили в силу обязательства по прозрачности ИИ-контента из AI Act. В июле 2026-го Anthropic, как и около 190 других организаций, подписала Кодекс практики по прозрачности ИИ-контента. Теперь компания заявляет, что все новые модели Claude будут «маркировать» сгенерированный текст — и делать это глобально, а не только для пользователей из Евросоюза.

Сначала Anthropic лишь кратко сообщила о маркировке в справочной статье «How Claude marks AI-generated content». 14 августа 2026 года появилось техническое объяснение «How Claude’s text watermark works». В нём компания признаёт: водяной знак не добавляет в текст никаких символов, он меняет выбор слов на основе секретного ключа.

Новые модели Claude будут встраивать статистический водяной знак во все тексты длиннее ~200 токенов (~150 слов).

Маркировка не использует невидимые символы: она смещает выбор между близкими по смыслу словами по секретному ключу.

Проверить водяной знак сможет только Anthropic; посторонние сервисы без ключа не смогут дать достоверный вердикт.

Переводы и переписывания целиком проходят через Claude, поэтому маркируются сильнее всего; обычная правка — слабее.

Чтобы снизить риск, используйте Claude как черновик, а затем переписывайте текст своими словами.

Как работает водяной знак в тексте

Большие языковые модели генерируют текст по одному токену. На каждом шаге у них есть список подходящих кандидатов, и иногда несколько вариантов равноправны по смыслу. Например, после фразы «погода сегодня была холодной и…» модель может выбрать «пасмурной» или «серой». Обычно выбор решает случайность. При водяном знаке случайность заменяется на псевдослучайную последовательность, выведенную из секретного ключа и нескольких предыдущих слов.

Anthropic использует вариант подхода SynthID-Text, опубликованного Google DeepMind в Nature в 2024 году. На каждом «равноправном» шаге модель получает лёгкий «подталкивающий» сигнал в сторону одних кандидатов и от других. Отдельный выбор почти незаметен, но на длине в сотни или тысячи токенов накапливается статистическая закономерность, которую может увидеть только владелец ключа.

Главный нюанс:
Секретный ключ есть только у Anthropic. Поэтому никакой сторонний «детектор ИИ-текстов» не сможет проверить водяной знак Claude — он либо будет искать стилистические признаки, либо угадывать.

Почему это спорно: слова имеют значение

Аргумент критиков прост: никакие два синонима не совпадают по оттенку, ритму и контексту. «Он ухватился за шанс» и «Он воспользовался возможностью» передают одно действие, но звучат по-разному. Если модель выбирает слово не только ради точности, но и ради скрытой метки, качество текста теоретически падает — пусть и на доли процента.

В документе Anthropic приводится пример: выбор между «overcast» и «grey» «в большинстве случаев не сильно влияет на читателя». Джон Грубер в ответ замечает: именно это и делает идею порочной. Компания решает за автора, какое слово «достаточно хорошо», вместо того чтобы каждый раз искать лучшее.

Можно было бы применить ту же логику к калькуляторам, если бы их результаты оставляли следы. К счастью, сумма, рождённая мозгом, не отличается от суммы, полученной на калькуляторе. Сделать помощь подозрительной только тогда, когда инструмент становится достаточно умён, чтобы составить целое предложение, — не принципиальная граница. Это моральная надбавка за саму сложность.

Что это меняет для пользователей

Anthropic честно перечисляет ограничения, но именно они создают проблемы. Водяной знак не доказывает, что текст написал Claude целиком: он лишь повышает вероятность, что Claude участвовал в его создании. Перевод, выполненный Claude, будет маркирован полностью, потому что каждое слово выбрала модель. А вот лёгкая правка человеческого текста может оставить лишь слабый след.

Код в большинстве случаев почти не страдает: там часто есть единственно правильное продолжение. Но комментарии и документация в коде маркируются так же, как обычная проза. Кроме того,Anthropic отмечает, что водяной знак переживает копирование и вставку: он живёт в самой последовательности слов, а не в форматировании.

• Переводы: полная маркировка, потому что каждый токен — выбор модели.
• Лёгкая правка: может оставить след, но не всегда достаточный для детекции.
• Глубокий переписывание: разрушает статистическую картину, но тогда результат уже сложно назвать ИИ-текстом.
• Код: функциональные части почти не меняются, комментарии — подвержены.

Почему это касается не только ЕС

Формально инициатором маркировки стал ЕС: AI Act обязывает провайдеров ИИ маркировать синтетический контент. Но Anthropic объявила о глобальном внедрении, сославшись на отсутствие «устойчивого способа» ограничить функцию по региону. Получается, что европейское регулирование распространяется на всех пользователей Claude, включая тех, кто живёт в России, США и Азии.

При этом неясно, насколько само регулирование требует именно такого подхода. Кодекс практики применяется к текстам длиннее 200 токенов, требует запрета на удаление метки в условиях использования и устойчивости к копированию, OCR и переводам. Но он не обязывает внедрять систему глобально и не заставляет провайдера изменять слова в приватных чатах.

Google уже делает то же самое с Gemini

Google внедрила текстовый водяной знак SynthID в Gemini раньше Anthropic. В статье Nature команда DeepMind пишет, что проанализировала около 20 млн ответов с водяным знаком и без него. Разница в оценках «палец вверх» составила 0,01%, а «палец вниз» — 0,02%; оба отличия оказались статистически незначимыми в пределах 95%-ного доверительного интервала.

Критики указывают: незначимая разница в оценках не означает, что качество не пострадало. Если модель заменяет «bananas» на «pineapple» в примере DeepMind, пользователь вряд ли поставит «дизлайк» из-за фрукта. Но именно такие микровыборы и формируют голос автора. А когда причина выбора скрыта, доверие к тексту падает.

Что делать авторам и разработчикам

Полностью избежать водяного знака при использовании Claude нельзя — он встроен в генерацию. Но можно снизить риск, что ваш текст будет ошибочно отнесён к категории «сгенерировано ИИ» или потеряет индивидуальность.

FAQ

Выводы

Водяной знак Claude — это не злоумышленная функция, а попытка угодить регулятору. Но её побочный эффект серьёзен: модель начинает выбирать слова ради проверяемости, а не ради смысла. Для авторов, юристов, журналистов и разработчиков это означает, что любой прогон текста через Claude может оставить след, который увидит только Anthropic.

Пока публичного детектора нет, риск ложных обвинений невелик. Но как только API проверки появится, вопрос «а не написано ли это ИИ?» станет ещё более неоднозначным. Лучшая защита — не отказываться от инструментов, а помнить: черновик от ИИ — это черновик. Финальный текст должен быть вашим.

Моя письменная работа — это моя работа, а текущая стратегия Anthropic агрессивно враждебна писателям.

Источники

— John Gruber, «Anthropic’s ‘Watermark’ Text Adulteration in Claude Is a Perversion of Writing»
— Anthropic, «How Claude’s text watermark works»
— James Padolsey, «How AI text watermarking works»
— Google DeepMind, «Scalable watermarking for identifying LLM outputs» (Nature, 2024)
— EU Code of Practice on Transparency of AI-Generated Content

Атака не теоретическая. Первая практическая демонстрация вышла в 2004 году; в 2005 поверх неё надстроили языковые модели. В 2023 исследовательская группа из университетов Surrey, Durham и Royal Holloway показала 95%+ top-1 точности (то есть угадывания клавиши с первой попытки) на MacBook Pro — по записи со смартфона на расстоянии 17 см. Изменилось одно — теперь обучить такую модель может любой разработчик за полдня на собственном ноутбуке.

Реальная угроза. Не подложенный микрофон в офисе, а Zoom, Teams, Meet, Discord, голосовые сообщения, заражённые браузерные вкладки, ноутбук в кафе. Везде, где вы сами включили микрофон.

Точность. Мини-CNN на 250 тыс. параметров: top-1 82–88%, top-3 95–97% на 35 классах (буквы + знаки) при 3000 семплов на пару пользователь/клавиатура.

Пароли особенно уязвимы. Языковая модель не помогает (пароли не из словаря), зато сужается перебор: top-3 предсказаний на символ → 3⁸ = 6 561 кандидат для 8-символьного пароля. Online brute force против большинства сервисов.

Что работает в защите. Мьют микрофона перед вводом пароля + менеджер паролей (auto-fill полностью убирает акустический сигнал) + аппаратные ключи (FIDO2/YubiKey).

Что НЕ работает. «Печатать тише», случайный ритм набора, программные шумодавы (RNNoise, Krisp). Шумодавы оптимизированы под речь — клик клавиши проходит почти без потерь.

Что именно слышит микрофон

Когда вы нажимаете клавишу A, микрофон ловит три события: push (механический клик дна хода клавиши, ~5–10 мс, широкий спектр), release (возврат купола вверх, ниже по амплитуде, через 10–30 мс) и — главное — резонанс корпуса. Удар по клавише заставляет шасси ноутбука кратко звенеть на собственных частотах, а разные клавиши находятся на разных расстояниях от резонансных узлов и возбуждают чуть разные моды.

Эти отличия микроскопические — человек на слух разные клавиши не различит — но они стабильные и повторяемые. Этого достаточно, чтобы маленькая нейросеть научилась их разделять. Плюс поведенческий бонус: каждый человек жмёт клавиши пальцами под чуть разными углами и с разной силой — это добавляет ещё один разделяющий слой.

Релевантная полоса частот — 400 Гц … 12 кГц. Ниже — комнатный шум и кондиционер; выше — тишина и собственный шум микрофона. Стандартного 44,1 кГц моно более чем достаточно: фирменный микрофон не нужен.

Что собирает атакующий

Авторы pwn.guide публикуют полный пайплайн на Python — около 200 строк кода, всё через pip-зависимости (numpy, scipy, librosa, soundfile, sounddevice, pynput, torch). Шаги:

1. Сбор: 3 000 размеченных нажатий (≈15 минут естественного набора). Скрипт collect.py параллельно ведёт лог нажатий через pynput и пишет аудио. Используется time.perf_counter(), чтобы NTP-коррекция не сбила метки.
2. Нарезка: аудио рубится на 100-мс окна вокруг каждого нажатия. Между событием в ОС и пиком в аудио есть 5–40 мс задержки — её надо выровнять поиском пика по огибающей. Без этого точность падает с 85% до 60%.
3. Фичи: для каждого окна — log-mel спектрограмма (64 mel-бина, fmin=400, fmax=12 000). Тензор (64 × 35), один клип ≈ 9 КБ.
4. Модель: компактная CNN на ~250 тыс. параметров — четыре свёрточных блока + AdaptiveAvgPool. На GPU тренируется за 5 минут, на CPU — за 30.
5. Инференс: предсказание для 100-мс окна занимает доли миллисекунды.

Цифры, ради которых это страшно

На самостоятельно собранном датасете из ~3 000 нажатий и 35 классов:

• Top-1 точность: 82–88%, в зависимости от шума при сборе данных.
• Top-3 точность: 95–97% — почти всегда правильная клавиша входит в тройку лучших предсказаний.
• Распределение по классам неровное. Space, Enter, Backspace — около 99% (механически отличаются от обычных клавиш). Соседние буквы основного ряда (F/G, J/K) — иногда 60% top-1.

85% точности на уровне символов звучит не страшно — в предложении будет 2–3 ошибки. Но если прогнать top-5 предсказаний через beam search с словарём частотности слов, восстановление связного текста на естественном языке выходит на 95%+ точности на уровне слов. Это исследовали ещё Zhuang и соавторы в 2005 году; современные char-LM делают этот шаг тривиальным.

Почему пароли беззащитнее обычного текста

Языковая модель — главное усиление атаки на обычный текст — на паролях не работает: их специально проектируют непохожими на слова. Зато у атакующего другое преимущество: пространство поиска ограничено. Если модель выдаёт top-3 предсказания на символ с 96% точностью, у 8-символьного пароля максимум 3⁸ = 6 561 кандидат для перебора. Это в зоне online brute force против большинства сервисов и тривиально оффлайн против любого слитого хеша.

В 2026 году аудиозапись того, как вы набираете пароль, эквивалентна передаче пароля.

Что реально защищает — и что нет

Авторы прямо сортируют защиты по эффективности.

Работает:

1. Мьют микрофона перед вводом любого секрета. Единственная полностью надёжная защита и стоит ноль.
2. Менеджер паролей с auto-fill. Нет нажатий — нет акустического сигнала. Самая большая практическая мера именно против атаки на пароли.
3. Аппаратные ключи (FIDO2/WebAuthn, YubiKey). Один тап = один акустический след, восстанавливать нечего.
4. Внешняя клавиатура подальше от микрофона. Механика не безопаснее — она громче. Но USB-клавиатура на дальнем краю стола, на отдельной поверхности, материально снижает SNR.
5. Акустическое демпфирование. Толстый коврик или сложенное полотенце под ноутбуком — снижение резонанса корпуса на 3–6 дБ. Помогает, но не панацея.

Не работает (вопреки ожиданиям):

• «Печатать тише». Амплитуда падает, спектральный отпечаток сохраняется. Минус 5% точности.
• Случайный ритм набора. Атака работает по отдельным нажатиям, не учитывает межударные интервалы.
• Программные шумодавы (RNNoise, Krisp). Тюнятся под сохранение речи и удаление широкополосного шума. Клавишные транзиенты выглядят как короткие речевые звуки и проходят насквозь — некоторые шумодавы даже «чистят» нажатия от окружающего фона.
• Белый шум на фоне. Современные модели учатся с шумовой аугментацией — постоянный фон сдвигает точность на копейки. Прерывистые звуки (музыка с резкими пиками) мешают сильнее, но и для оператора некомфортнее.

Чек-лист «что сделать сегодня»

1. Проверить, что у вас стоит password manager с auto-fill (1Password, Bitwarden, KeePassXC, Яндекс.Ключ — что вам ближе) и им активно пользуются для всех проводных логинов.
2. Купить или подключить аппаратный ключ для критичных аккаунтов (root в облаках, GitHub, банк-клиент). YubiKey 5 серии или Token2 — общедоступно в РФ.
3. Поставить хоткей на «mute mic» в Zoom/Teams/Discord, чтобы рефлекторно нажимать перед вводом любого секрета.
4. Если работаете из публичного пространства — внешняя клавиатура подальше от ноутбука, либо bluetooth-наушники с шумодавом + далеко отнесённый телефон вместо встроенного микрофона.
5. Команды разработки: добавить «mute при работе с секретами» в общий гайд по безопасности, а аппаратные ключи — в onboarding для новых сотрудников.

Выводы

Технический барьер атаки за два десятилетия упал до уровня «студент за выходные обучит модель на ноутбуке». Это значит, что угроза перестала быть теоретической — это рабочий инструмент в руках любого, у кого есть доступ к записи вашего созвона. Главная мысль: рассматривать включённый микрофон рядом с клавиатурой как реальный канал утечки секретов, а не как абстрактный риск из академических статей.

Хорошая новость в том, что защита дёшева и не требует новых технологий — менеджер паролей (про бесплатный open-source Bitwarden у нас уже выходил материал) плюс мьют микрофона закрывают практически весь сценарий. Аппаратные ключи (см. обзор YubiKey 5) закрывают остаток.

Источник: Acoustic Keystroke Recovery — Reconstructing Typed Text from a Laptop Microphone (pwn.guide).

Две недавние статьи изменили ландшафт квантовых угроз. Google показал атаку на 256-битную эллиптическую криптографию, которая занимает минуты на быстрых архитектурах. Oratomic опубликовал расчёты, показывающие, что для взлома достаточно 10 000 физических кубитов при нелокальной связности — на порядки меньше, чем считалось раньше.

Далее — перевод статьи Филиппо Валсорды, ведущего криптографа Go и основателя Geomys.

• Google и Oratomic резко снизили оценки ресурсов для квантовой атаки на эллиптическую криптографию
• Heather Adkins и Sophie Schmieg (Google) установили дедлайн 2029 — 33 месяца от сегодня
• Вопрос не «будет ли CRQC к 2030», а «уверены ли вы на 100%, что не будет»
• ML-KEM и ML-DSA нужно развёртывать прямо сейчас, без ожидания
• Гибридные подписи (classic + PQ) — потеря времени, переходите сразу на ML-DSA-44
• Симметричная криптография (128-bit) остаётся безопасной — алгоритм Гровера не параллелизуется
• TEE (SGX, SEV-SNP) фактически уязвимы — PQ-ключей для них нет
• Scott Aaronson проводит параллель с ядерным оружием: исследования перестали быть публичными

Что изменилось: две статьи, которые переписали прогнозы

До недавнего времени консенсус был таков: криптографически значимый квантовый компьютер (CRQC) потребует миллионы физических кубитов и будет недостижим ещё десятилетия. Две работы 2024–2025 годов разрушили этот консенсус.

Статья Google продемонстрировала атаку на 256-битную эллиптическую криптографию, которая на быстрых архитектурах занимает минуты, а не годы. Oratomic в своей работе показал, что при нелокальной связности кубитов достаточно 10 000 физических кубитов — это на несколько порядков меньше всех предыдущих оценок.

Валсорда оговаривается: он не квантовый физик и не может проверить математику этих статей самостоятельно. Но криптографическое сообщество восприняло их серьёзно. Именно поэтому Heather Adkins (VP Security Google) и Sophie Schmieg (криптограф Google) публично заявили, что считают дедлайн 2029 реалистичным.

Параллель с ядерным оружием

Scott Aaronson — один из ведущих специалистов по квантовым вычислениям — провёл тревожную параллель. По его словам, квантовые исследования сейчас напоминают ядерную физику в 1939–1940 годах: публикации ещё открыты, но это может измениться очень быстро, когда военные и государственные акторы поймут практическую значимость работ.

Вопрос не в том, появится ли CRQC к 2030 году. Вопрос в том, уверены ли вы на 100%, что он не появится.

Это принципиальный сдвиг в риторике. Раньше аргумент против постквантового перехода звучал так: «зачем тратить ресурсы на угрозу, которая, возможно, никогда не материализуется». Сейчас аргумент перевернулся: если есть хотя бы значимая вероятность CRQC к 2029–2030, цена бездействия несопоставимо выше цены перехода.

Что делать прямо сейчас: ML-KEM и ML-DSA

NIST стандартизировал постквантовые алгоритмы: ML-KEM (FIPS 203) для инкапсуляции ключей и ML-DSA (FIPS 204) для цифровых подписей. Их нужно развёртывать сейчас, не дожидаясь следующего года или «когда все перейдут».

Для обмена ключами (key exchange) переход относительно прост: ML-KEM уже поддерживается в TLS 1.3, OpenSSH, браузерах. Сложнее с подписями.

Гибридные подписи: не тратьте время

В сообществе активно обсуждаются «гибридные» схемы подписей, где подпись содержит и классическую (ECDSA/RSA), и постквантовую компоненту. Позиция Валсорды: это потеря времени и усложнение системы без реальной выгоды.

Аргумент за гибриды звучит так: «если ML-DSA окажется уязвимым, классическая часть спасёт». Но это неправильный анализ угрозы. Если CRQC появится, классическая часть сломается первой. Если ML-DSA сломается математически — мы всё равно в проблеме. Правильный подход: идти сразу на ML-DSA-44 (минимальный вариант) и не строить сложные гибридные схемы.

Что безопасно, а что нет

Симметричная криптография: можно не паниковать

AES-128 и SHA-256 остаются безопасными. Алгоритм Гровера теоретически снижает стойкость симметричных шифров вдвое по числу бит, но критически важно: алгоритм Гровера не параллелизуется. Квантовое ускорение здесь квадратичное, а не экспоненциальное, как у алгоритма Шора для RSA. 128-битная симметричная защита эквивалентна 64-битной квантовой, что по-прежнему недостижимо для атаки.

TEE (доверенные среды выполнения): проблема без решения

Для Intel SGX, AMD SEV-SNP и других TEE-технологий ситуация плохая. Аттестация в этих системах строится на RSA и ECDSA ключах, прошитых в железо производителем. Постквантовых ключей для TEE-аттестации попросту не существует — это проблема на уровне аппаратного обеспечения, которую нельзя решить программным обновлением.

Если ваша архитектура безопасности критически зависит от TEE-аттестации — это риск, который нужно учитывать в планировании прямо сейчас.

Сигналы от инструментов: OpenSSH уже предупреждает

Практический индикатор серьёзности ситуации: OpenSSH в последних версиях начал выводить предупреждения о соединениях без постквантового обмена ключами. Это не просто «best practice» — это сигнал от людей, которые пишут критическую инфраструктуру и видят угрозу достаточно близкой, чтобы беспокоить пользователей прямо сейчас.

Параллельно Валсорда начал преподавать RSA и ECDSA как legacy-алгоритмы в своих курсах и воркшопах. Не как «возможно устаревшие в будущем», а как алгоритмы с ограниченным сроком годности, которые нужно заменять сегодня.

Практический план действий

1. Key exchange — перейти на ML-KEM в TLS 1.3 прямо сейчас. Поддержка есть в OpenSSL 3.x, BoringSSL, браузерах, Go 1.23+
2. Подписи — начать миграцию на ML-DSA-44. Не гибридные схемы, а чистый ML-DSA
3. Инвентаризация — найти все места, где используются RSA/ECDSA/DH ключи: TLS-сертификаты, SSH-ключи, JWT, code signing, PKI
4. TEE-зависимости — задокументировать все системы, использующие SGX/SEV аттестацию, оценить риск
5. Симметрику — не трогать, AES-128 и SHA-256 достаточно
6. Планирование — не ждать «когда всё устаканится». 33 месяца — это меньше трёх лет

Итог: время инженера дороже неопределённости

Валсорда не утверждает, что CRQC обязательно появится к 2029 году. Но вероятность, по его мнению, достаточно высока, чтобы действовать уже сейчас. Квантовые исследования развиваются быстрее, чем ожидалось. Публичность этих исследований может быть временной — как это было с ядерными в 1940-х.

Практический совет Валсорды: начните с инвентаризации криптографии в вашей системе. Найдите все RSA, ECDSA, DH ключи и соединения. Это займёт время — лучше начать сейчас. NIST уже стандартизировал алгоритмы. Реализации есть. Экспертиза накапливается. Единственное, чего не хватает — это решения начать.

Две научные статьи, опубликованные на прошлой неделе, радикально снизили оценки ресурсов, необходимых квантовому компьютеру для взлома современной криптографии. Вальсорда считает, что риск стал неприемлемым — и миграцию нужно начинать немедленно.

• Google снизила оценку ресурсов для взлома 256-битных эллиптических кривых — атака возможна за минуты
• Oratomic показала: 10 000 физических кубитов могут быть достаточно (при неклассической связности)
• Эксперты Google установили дедлайн миграции на постквантовую криптографию — 2029 год
• ML-KEM и ML-DSA — алгоритмы, которые нужно внедрять прямо сейчас
• Гибридная аутентификация больше не имеет смысла — нужно переходить сразу на ML-DSA-44
• TEE (Intel SGX, AMD SEV-SNP) не имеют постквантовых ключей — их надёжность под вопросом

Что произошло

На прошлой неделе вышли две статьи, которые изменили картину:

• Google опубликовала статью, резко снижающую оценку числа логических кубитов и гейтов для взлома 256-битных эллиптических кривых (NIST P-256, secp256k1). Атака стала возможна за минуты на архитектурах со сверхпроводящими кубитами
• Oratomic показала, что 256-битные кривые можно сломать на 10 000 физических кубитах при неклассической связности (как у нейтральных атомов). Атака медленнее, но даже один взломанный ключ в месяц — это катастрофа

Почему это срочно

Вальсорда приводит позиции экспертов:

Квантовые рубежи могут быть ближе, чем кажутся. 2029 — наш дедлайн.

Скотт Ааронсон сравнил текущую ситуацию с тем, как исследования ядерного деления перестали публиковаться между 1939 и 1940 годами — намекая, что часть прогресса в квантовых вычислениях уже идёт непублично.

Ключевой аргумент Вальсорды: вопрос не «уверены ли вы на 100%, что квантовый компьютер появится к 2030?», а «уверены ли вы на 100%, что НЕ появится?» Когда на кону безопасность пользователей, даже небольшая вероятность неприемлема.

Что делать прямо сейчас

Обмен ключами (key exchange)

Миграция на ML-KEM идёт нормально. В Go 1.24 алгоритм доступен в стандартной библиотеке (crypto/mlkem). TLS уже использует гибрид X25519 + ML-KEM-768.

Любой обмен ключами без постквантовой защиты Вальсорда теперь считает потенциальной компрометацией — как это делает OpenSSH, предупреждая пользователя.

Аутентификация (подписи)

Здесь Вальсорда радикальнее: гибридная аутентификация (классика + постквантум) больше не имеет смысла. Нужно переходить сразу на чистый ML-DSA-44:

• Гибридные схемы с 18 типами композитных ключей (draft-ietf-lamps-pq-composite-sigs) только замедлят миграцию
• За два года опыта с ML-KEM появилась уверенность в решётчатых схемах
• Единственная выгода гибридов — защита, если ML-DSA будет классически взломан до появления квантового компьютера. Это неправильный компромисс

Симметричное шифрование

Хорошая новость: ничего делать не нужно. Распространённое заблуждение о необходимости 256-битных ключей из-за алгоритма Гровера — ошибочно. 128-битные ключи остаются безопасными: атака Гровера не масштабируется при параллелизации, и это доказано математически.

TEE и аппаратная аттестация

Intel SGX, AMD SEV-SNP и другие TEE — в худшем положении. Все их ключи и корни доверия не используют постквантовые алгоритмы, и Вальсорда не слышал о прогрессе в этом направлении. Для аппаратных решений это означает: если квантовый компьютер появится раньше обновления — TEE нельзя считать надёжной защитой.

Кого это затрагивает

• Блокчейн-экосистемы (atproto, криптовалюты) — нужно начинать миграцию немедленно, иначе при появлении квантового компьютера придётся выбирать между компрометацией пользователей и блокировкой аккаунтов
• Шифрование файлов — особенно уязвимо для атак «сохрани сейчас, расшифруй потом». Вальсорда планирует начать предупреждать, а затем блокировать неквантовостойкие типы получателей в age
• Протоколы с долгоживущими ключами — всё, что рассчитано на работу дольше 3 лет, уже под угрозой
• Новые развёртывания — больше не имеет смысла внедрять неквантовостойкие схемы. Даже если пэйринги были удобны

Выводы

Может быть, через 10 лет предсказания окажутся неверными. Но сейчас они могут оказаться верными совсем скоро — и этот риск больше неприемлем.

Вальсорда начал преподавать курс криптографии в Болонском университете — и упоминает RSA, ECDSA и ECDH только как устаревшие алгоритмы. Это говорит о масштабе сдвига: криптографическое сообщество переходит от «когда-нибудь» к «прямо сейчас».

Источник: Filippo Valsorda — A Cryptography Engineer's Perspective on Quantum Computing Timelines

Результат: примерно треть всех биткоинов — около 6,9 млн BTC — уже находится под повышенным риском, поскольку их публичные ключи засвечены в блокчейне.

Google снизила оценку ресурсов для взлома ECDLP-256 в 20 раз — до менее 500 000 физических кубитов

Квантовый компьютер сможет вскрыть приватный ключ Bitcoin за считанные минуты после раскрытия публичного ключа

Под угрозой 6,9 млн BTC (треть всего объёма) — особенно после обновления Taproot

Google не публикует квантовые схемы — результаты верифицированы через zero-knowledge proof

Дедлайн миграции на постквантовую криптографию — 2029 год

Что именно нашла Google

Исследование сфокусировано на задаче дискретного логарифма на эллиптических кривых (ECDLP-256) — математическом фундаменте криптографии на эллиптических кривых (elliptic curve cryptography), на которой построены Bitcoin, Ethereum и большинство блокчейнов. Команда скомпилировала два квантовых контура, реализующих алгоритм Шора:

• Вариант 1: менее 1200 логических кубитов + 90 млн вентилей Тоффоли
• Вариант 2: менее 1450 логических кубитов + 70 млн вентилей Тоффоли

По оценке авторов, эти контуры могут быть выполнены на сверхпроводящем квантовом компьютере с менее чем 500 000 физических кубитов за несколько минут. Ранее для взлома ECDLP-256 требовались миллионы физических кубитов — новая оценка в 20 раз ниже.

Для контекста: крупнейший квантовый процессор Google Willow (2024) содержит 105 кубитов. До 500 000 ещё далеко, но прогресс ускоряется нелинейно.

Окно атаки: от раскрытия ключа до кражи средств

Когда вы отправляете Bitcoin-транзакцию, ваш публичный ключ раскрывается в сети. До того как транзакция будет включена в блок (в среднем 10 минут), злоумышленник с квантовым компьютером теоретически может:

1. Извлечь публичный ключ из мемпула
2. Вычислить приватный ключ (по оценке CoinDesk — за ~9 минут)
3. Подписать свою транзакцию и перехватить средства

По данным исследования, вероятность успеть до подтверждения блока — 41%. Это не гарантия, но угрожающая статистика.

Ещё хуже ситуация с кошельками, где публичный ключ уже раскрыт навсегда — через повторное использование адреса или обновление Taproot (2021), которое по умолчанию выставляет публичные ключи в блокчейн. Таких кошельков — 6,9 млн BTC, включая 1,7 млн BTC с ранних дней сети (в том числе монеты Сатоши Накамото).

Ответственное раскрытие через zero-knowledge proof

Google не опубликовала сами квантовые контуры — это было бы равносильно руководству по атаке. Вместо этого команда использовала доказательство с нулевым разглашением (zero-knowledge proof): математическую конструкцию, позволяющую третьим сторонам верифицировать результаты без раскрытия деталей реализации.

С этого момента считайте, что алгоритмы на переднем крае будут засекречены. Прекращение академических публикаций будет характерным признаком.

Этот подход задаёт новый стандарт раскрытия уязвимостей в квантовой криптоаналитике. Google призывает другие исследовательские группы следовать этой модели.

Что это значит для разработчиков

Проблема касается не только криптовалют. ECDLP-256 лежит в основе криптографии на эллиптических кривых, которая используется повсеместно:

• TLS/HTTPS — защита веб-трафика
• SSH — аутентификация на серверах
• GPG/PGP — подписание и шифрование email
• JWT — токены авторизации (при использовании ES256)
• Подписи кода — верификация пакетов и обновлений

Однако централизованные системы (банки, HTTPS-серверы) могут обновить криптографию принудительно. Децентрализованные блокчейны — нет, именно поэтому Google сфокусировалась на криптовалютах как на самых хрупких системах.

Банки не ломаются из-за обратного проектирования одного ключа. Блокчейны — ломаются. Они гораздо более хрупкие.

Постквантовая криптография — что уже можно сделать

Стандарты постквантовой криптографии (PQC) уже утверждены NIST:

• ML-KEM (бывший CRYSTALS-Kyber) — для обмена ключами
• ML-DSA (бывший CRYSTALS-Dilithium) — для цифровых подписей
• SLH-DSA (бывший SPHINCS+) — для stateless-подписей

Google уже внедрила PQC в Chrome, Gmail и Cloud. Для разработчиков на практике:

• Go 1.24+ — пакет crypto/mlkem уже в стандартной библиотеке
• OpenSSL 3.5 — поддержка ML-KEM и ML-DSA
• liboqs от Open Quantum Safe — библиотека постквантовых алгоритмов для C/C++/Python
• Cloudflare — уже поддерживает PQC в TLS-соединениях

Реакция индустрии: Ethereum готов, Bitcoin — нет

Ethereum Foundation запустила pq.ethereum.org — портал постквантовой миграции с восемью годами исследований, 10+ клиентскими командами и дорожной картой на несколько хардфорков.

Bitcoin пока отстаёт. BIP 360 — предложение по квантово-устойчивым кошелькам — находится на ранней стадии. Проблема в том, что децентрализованное сообщество не может быстро согласовать обновление протокола.

Сказать, что квантовые компьютеры приближаются — это не FUD. FUD — утверждать, что Bitcoin не может адаптироваться. Он может. Просто нужно начать работать над решениями уже сегодня.

Хасиб Куреши из Dragonfly обратил внимание на необычную деталь: Google не опубликовала квантовые контуры. «Это очень нетипично — показывает, что Google считает угрозу серьёзной.» По его оценке, квантовые компьютеры нужной мощности могут появиться к концу десятилетия, а не к середине 2030-х.

Выводы

Статья Google не означает, что Bitcoin можно взломать прямо сейчас. Но она резко сдвигает временные рамки: с «когда-нибудь после 2035» на «возможно, к концу этого десятилетия». Для разработчиков это означает одно — проектировать с учётом постквантовой криптографии нужно уже сегодня.

Мы больше не смотрим на середину 2030-х. Квантовые компьютеры такого масштаба могут появиться к концу десятилетия. Всем блокчейнам нужен план миграции немедленно. Постквантовая эра — это больше не учебная тревога.

Источники: Google Research | CoinDesk | Bloomberg | Ethereum PQC

Новый GC по умолчанию: минус до 40% накладных расходов

Так, в релизе включён сборщик мусора greenteagc. Он оптимизирован для частого создания и сканирования мелких объектов.

В приложениях с активной аллокацией это даёт снижение накладных расходов GC на 10–40%. Если у вас сервис с короткоживущими структурами, это обновление может стать бесплатным ускорением, без изменения кода.

cgo стал дешевле

Вызовы функций на C через cgo также подешевели примерно на 30%. Это важно для проектов, которые тянут нативные библиотеки (криптография, обработка изображений, старый C-код).

Дополнительно в runtime для 64-битных платформ включили рандомизацию адресного пространства (heap base). Это усложняет эксплуатацию уязвимостей в C-коде, подключённом через cgo. При необходимости можно отключить через:

new() теперь умеет принимать выражения

Встроенная функция new() получила маленькое, но приятное расширение: теперь можно передать выражение для начального значения.

Было:

Теперь можно:

Мелочь, но код становится компактнее и чище.

Обобщённые типы: разрешили «ссылаться на себя»

Generics стали чуть гибче. Теперь тип может передавать сам себя в список параметров типа:

Раньше такая самоссылка вызывала ошибку. Теперь — нет. Для сложных generic-алгоритмов это снимает лишние ограничения.

Больше аллокаций в стеке, меньше в куче

Компилятор расширил список случаев, когда слайсы размещаются в стеке, а не в куче. А так как меньше давления на GC, то и выше производительность.

go fix переписали полностью

Команду go fix переписали на базе пакета analysis. Теперь она использует анализаторы из пакета modernize, которые предлагают правки с учётом новых возможностей языка и стандартной библиотеки.

Также появился анализатор inline — он разворачивает вызовы функций, помеченных директивой:

Новые пакеты

В стандартную библиотеку добавили:

• crypto/hpke — реализация Hybrid Public Key Encryption
• crypto/mlkem/mlkemtest
• testing/cryptotest

Появился экспериментальный simd/archsimd — низкоуровневый доступ к SIMD-инструкциям на AMD64. Это первый осторожный шаг Go в сторону управляемых векторных вычислений без ассемблера.

Также добавили экспериментальный runtime/secret для безопасного обнуления временной памяти и новый профиль goroutineleak в runtime/pprof — для поиска утечек горутин.

Скачать Go 1.26 можно по ссылке.

Из-за накопившихся уязвимостей проект переходит на новый алгоритм — Counter Galois Onion (CGO). Он уже внедрен в Arti (реализацию Tor на Rust) и в классическую C-реализацию.

Почему tor1 небезопасен

Tor1 использует режим AES-CTR. Он достаточно быстрый, но одновременно с этим и уязвимый к ряду атак. Авторы выделяют три ключевые проблемы:

• Тегирование трафика (tagging attacks). Отсутствие hop-by-hop аутентификации делает поток ячеек изменяемым. Вмешавшись, атакующий может деанонимизировать пользователя.
• Нет мгновенной прямой секретности. Одни и те же ключи живут весь срок цепочки. Получив ключ, злоумышленник способен расшифровать все предыдущие данные.
• Слабая аутентификация. Подпись была всего 4 байта на SHA-1 — это 1 шанс из 4 млрд пройти незамеченным. Для криптографии — ничтожно мало.

Что меняет новый CGO

CGO решает проблемы комплексно. Алгоритм вводит две ключевых идеи:

1. Irreversible Update. Ключи обновляются при каждом новом сообщении и старые версии невозможно восстановить. Это дает мгновенную «совершенную прямую секретность».
2. Wide-block шифрование. Любая попытка изменить хотя бы байт приводит к полной порче расшифровки — атаки тегирования становятся бессмысленны.

Также MD4 заменен на полноценный 16-байтный аутентификатор.

Когда изменения доберутся до пользователей

Tor уже применил CGO в Arti и в реализации на C. Tor Browser, Tails и Orbot постепенно перейдут на новый метод автоматически — пользователю не надо ничего настраивать вручную.

Для большинства это будет тихое, но крайне важное обновление: впервые за долгие годы Tor получает серьезное усиление защиты на уровне базовой криптографии.

Решение: Использование криптографической хеш-суммы SHA-256. Это уникальный «цифровой отпечаток» файла, который генерируется алгоритмом. Любое, даже малейшее изменение в файле, приводит к совершенно другой хеш-сумме, что делает ее идеальным инструментом для проверки целостности и подлинности.

От названия файла к цифровому отпечатку: почему старые методы не работают?

Представьте, что вам нужно лицензировать 1000 фотографий. Кажется, что распечатать их все и приложить к договору — не лучшая идея. Даже если вы оформляетесь «по ЭДО» — договор на тысячу страниц будет выглядеть нелепо.

А файлы с совершенно разным содержанием могут иметь идентичное имя (“image.jpg”), одинаковый формат или даже вес. Название легко изменить, что делает его крайне ненадежным для использования в качестве доказательства в суде. Такая неопределенность создает серьезные риски для всех сторон договора.

Меня зовут Давид Замирович и я — тот самый юрист с IT-бэкграундом, который помогает технологическим компаниям и стартапам превращать их рабочие процессы в работающий юридический код. Веду телеграм канал “Юрист без багов” и сейчас разложу по полочкам, как легко решить эту задачу.

Технология на службе права: что такое SHA-256 и как он работает?

Хеш-сумма: цифровой «отпечаток» файла.

Криптографический хеш — математический алгоритм, который преобразует данные любого размера, будь то одна строка текста или многогигабайтный видеофайл, в строку символов фиксированной длины. Эта строка, называемая хеш-суммой, служит уникальным «цифровым отпечатком» исходного файла. В отличие от традиционных атрибутов файла, хеш-сумма имеет ряд ключевых свойств, которые делают ее идеальным инструментом для юридической фиксации.

Алгоритм SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256) — один из наиболее надежных и широко используемых в современной криптографии. Название указывает на то, что он производит хеш фиксированного размера в 256 бит, что соответствует 64 символам в шестнадцатеричном формате.

Ключевые свойства, гарантирующие надежность

• Необратимость (Pre-Image Resistance). По хеш-сумме невозможно восстановить исходный файл. Это односторонняя функция, которая гарантирует, что конфиденциальные данные, такие как пароли или исходный код, остаются в безопасности.
• Эффект лавины (Avalanche Effect). Даже самое незначительное изменение в исходном файле (например, один измененный пиксель в изображении или один символ в тексте) приводит к совершенно другой хеш-сумме. Это свойство обеспечивает целостность данных, так как любая попытка их модификации будет немедленно обнаружена при сверке хеша.
• Устойчивость к коллизиям (Collision Resistance). Это свойство означает, что вероятность получения одинаковой хеш-суммы для двух разных файлов крайне мала. Теоретически, коллизии возможны в любом хеш-алгоритме, что следует из так называемого «принципа Дирихле». Однако SHA-256 разработан таким образом, чтобы поиск коллизий был вычислительно неосуществим. Квантовые компьютеры пока до нас не добрались, поэтому на практике SHA-256 обеспечивает такой уровень надежности, который достаточный для использования в качестве доказательства в суде.

Практика для юристов: как рассчитать хеш для любого файла

Возможность вычислить хеш-сумму большого количества файлов (например для тех же 1000 картинок) имеет решающее значение для масштабирования процесса. К счастью, существуют простые и доступные инструменты, встроенные в операционные системы, а также сторонние утилиты, которые позволяют автоматизировать эту задачу.

Windows:

• Открыть командную строку, нажав правой кнопкой мыши на меню «Пуск» и выбрав «Выполнить», затем ввести cmd.
• Перейти в папку с файлами, используя команду cd.

Выполнить команду CertUtil -hashfile [FILENAME] SHA256. В ответ система выдаст хеш-сумму файла. Для пакетной обработки можно использовать PowerShell или добавить функцию расчета хеша в контекстное меню.

Существуют также онлайн-калькуляторы и специализированные программы, такие как Hash Tool, которые могут вычислять хеш-суммы для нескольких файлов одновременно.

Юридическая сила хеш-суммы: от технического решения к доказательству в суде

Как хеш-сумма превращается в юридически значимый факт?

Сама по себе хеш-сумма — лишь техническая информация, но она приобретает юридическую силу, когда есть связь с конкретным файлом и конкретным фактом, зафиксированным в договоре (например: с передачей файлов в момент подписания акта).

Именно в этом случае хеш-сумма выступает в роли цифрового отпечатка и доказательства, подтверждающего, что документ или файл, к которому она относится, не был изменен с момента передачи.

Российское законодательство и судебная практика давно адаптировались к работе с электронными доказательствами, такими как электронные документы, фотографии и скриншоты. Суды признают, что юридическую силу электронным документам придает усиленная квалифицированная электронная подпись (КЭП), которая подтверждает их подлинность и целостность.

Криптографическая хеш-функция, такая как SHA-256, лежит в основе механизма работы КЭП. По сути, хеш-сумма — это не просто «непонятная техническая штуковина», а неотъемлемая часть самой юридически значимой процедуры цифровой подписи. Поэтому фиксация хеш-суммы в договоре обеспечивает высокий уровень юридической защиты, понятный любому техническому специалисту.

Как зафиксировать хеш в договоре: формулировки и примеры

Вот простой пример юридической формулировки, который позволяет зафиксировать хеш-суммы передаваемых цифровых активов:

п.10. Описание объекта: Набор из 1000 фотографий для сайта: файл images_pack.zip, 9f8e4c7d2b1a5f6e8d2c1b4a6e5f8d2c1bf<….>

Юридическая формулировка: «Стороны подтверждают, что переданные цифровые материалы, описанные в п.10 настоящего Договора, имеют указанные хеш-суммы. Данные хеш-суммы являются неотъемлемым элементом настоящего Договора и служат доказательством целостности и идентичности передаваемых объектов на момент его подписания».

Судебная практика: оценка электронных доказательств

Представление в суд электронных доказательств, таких как цифровые документы, фотографии, аудио- и видеозаписи, а также скриншоты, стало обычным явлением. Все эти виды доказательств принимаются судами в арбитражных, гражданских и уголовных делах.

Суды оценивают электронные доказательства, принимая во внимание их форму, качество и достоверность, а также возможность их полноценного исследования. Давайте рассмотрим актуальную судебную практику по использованию SHA для фиксации и описания цифровых активов в договорах.

Есть общая тенденция к цифровизации юридических процедур как в России, так и в ЕС. Это включает развитие электронного документооборота, электронных исполнительных документов и оцифровку нотариальных услуг.

— Посмотрите на недавнее решение ФАС по одному из дел о нарушении антимонопольного законодательства: решение №3219/23 по делу № 002/01/11-2254/2022 от 28 марта 2023 г. Для определения тождественности файлов, предоставленных на аукцион от нескольких компаний для манипулирования результатами государственных торгов, ФАС применяет сверку хэш-сумм по алгоритмам CRC32, SHA1, BLAKE2sp. И на основании того, что выявлена абсолютная идентичность части файлов, содержащихся в заявках от разных участников — регулятор принимает решение о сговоре между участниками закупки, совместной подготовке документов, и признает их действия нарушением законодательства о конкуренции на торгах.

Суды комплексно рассматривают доказательства, основанные на применении хэширования в рамках процесса. Наиболее распространена ссылка на этот метод в уголовном процессе, но есть довольно много примеров его использования и в гражданских делах:

–Десятый арбитражный апелляционный суд 3 марта 2025 г. в решении по делу N 10АП-23662/24 по делу N А41-81728/2024 о взыскании компенсации за нарушение исключительных прав на РИД в размере 450 000 руб. указал, что исследование файлов и контрольных сумм по SHA достаточно для идентификации объектов, указанных в договоре:

Файлы РИД были исследованы некоммерческой организацией ЭНЦ СЭИ «Созидание», и по итогам проведенного компьютерно-технического исследования было подготовлено заключение специалиста 23-190, из которого следует, что название, размер, разрешение, контрольные суммы (MD5 и SHA-1) РИД идентичны данным из акта, а исследуемые файлы оригинальные.

Семнадцатый арбитражный апелляционный суда в своем решении от 3 октября 2024 г. N 17АП-7060/24 по делу N А60-71457/2023 о взыскании компенсации за нарушение исключительных прав на фотографическое произведение в размере 200 000 руб. рассмотрел заключение эксперта, который подтвердил, что название, размер, разрешение, контрольные суммы (MD5 и SHA-1) произведения полностью идентичны данным из Акта.

Успешные примеры кейсов, в которых рассматривалось применение SHA есть и на западе. Например, дело Lorraine v. Markel American Ins. Co, при разрешении которого Судья Пол Гримм отметил, что хэширование документа может помочь различать «окончательную» версию и более ранние версии.

Комплексная защита: сравнение хеширования с депонированием, нотариатом и Роспатентом

Хеширование — не единственный или всегда достаточный инструмент. Оно представляет собой фундаментальную технологию, которая может использоваться как самостоятельно, так и в составе более комплексных решений. Хеширования в контексте других методов позволяет выбрать оптимальную стратегию защиты в зависимости от конкретной ситуации.

Что мы еще можем использовать для целей фиксации цифровых активов в договоре?

• Депонирование произведений. Существуют частные
  онлайн-сервисы, которые предлагают услугу депонирования. Процедура включает загрузку файла, его описание и оплату. Сервис фиксирует наличие и содержание произведения на определенную дату, выдавая автору свидетельство с электронной подписью и штампом времени. Технически, эти сервисы также используют хеширование и блокчейн для неизменности данных. Свидетельство о депонировании может служить доказательством в суде, но его юридическая сила не абсолютна и зависит от правил конкретной организации. Позиция Верховного суда РФ указывает, что такое свидетельство может быть недостаточным без других подтверждений. Под ними подразумеваются договоры
  с конкретными авторами произведений, по условиям которых компания в принципе имеет право распоряжаться определенными цифровыми активами.

• Нотариальное заверение электронных документов. Нотариус может удостоверить равнозначность электронного документа бумажному или заверить электронный документ своей цифровой подписью. Этот метод обеспечивает высокий уровень юридической силы, поскольку действия нотариуса, как государственного должностного
  лица, имеют публичную силу и признаются судами. Однако процедура может быть дорогостоящей и менее удобной для массовой фиксации большого объема файлов.
• Государственная регистрация (Роспатент). Этот метод применим к конкретным объектам, таким как программы для ЭВМ и базы данных. Он предусматривает подачу заявления, реферата и распечатанного кода в Роспатент, который регистрирует права в официальном реестре. Государственная регистрация добровольна и предоставляет удобный механизм защиты. Однако она не подходит для фиксации прав на каждую отдельную версию ПО или сборку кода — долгая и бюрократичная.

Хеширование, в отличие от указанных методов, базовый, самодостаточный инструмент. Другие более сложные методы, по сути, лишь надстраиваются над этой базовой технологией, добавляя государственные или нотариальные гарантии.

Когда достаточно хеш-суммы, а когда нужен Роспатент?

Регистрация в Роспатенте и использование хеш-суммы решают разные задачи и не исключают, а дополняют друг друга.

Регистрация прав в Роспатенте — это официальная государственная процедура, которая применима к определенным объектам: программам для ЭВМ и базам данных. Если ваша цель — получить официальный документ, то Роспатент — подходящий инструмент. Важно помнить: он сам по себе не порождает и не может порождать исключительных прав на ПО или базу данных. Это право возникает у компании исключительно в силу договора с авторами или оформления служебного задания. Подробнее о том, как это можно сделать в рамках современных средств разработки (таких как Jira и Git) я писал в своем телеграм канале совсем недавно.

Однако государственная регистрация не подходит для фиксации прав на каждый отдельный цифровой актив и применима только к ПО/базам данных. Процедура долгая и требует определенных телодвижений. В случаях, когда требуется быстро и надежно зафиксировать наличие и неизменность большого количества файлов — хеширование становится идеальным решением.

Его можно использовать для фиксации любых цифровых объектов, на которые не распространяется государственная регистрация. По сути, хеширование — это базовая технология, которая обеспечивает доказательство существования и неизменности данных, в то время как Роспатент — бюрократический инструмент, который придает этим данным дополнительную юридическую силу для конкретного типа объектов (ПО или базы данных).

Вывод

Хеш-сумма в договоре — гибкий и масштабируемый инструмент для повседневных задач, а регистрация в Роспатенте — стратегический шаг для ключевых разработок.

Рекомендации по SHA для практикующих юристов и их руководителей

Использование хеш-суммы SHA-256 представляет собой мощный, доступный и масштабируемый инструмент для юридической фиксации цифровых активов. Оно эффективно решает проблему ненадежности традиционных методов, обеспечивая целостность и неизменность данных.

Для создания наиболее надежной юридической защиты рекомендуется не ограничиваться простым указанием хеш-сумм в договоре на бумаге. Оптимальная стратегия — использование хеш-суммы в связке с усиленной квалифицированной электронной подписью, которая надежно привязывает файл к конкретному правообладателю в определенный момент времени. Для работы с большими объемами данных, как в случае с 1000 картинок, следует использовать командные строки или специализированное программное обеспечение для автоматизации процесса.

Хеширование — краеугольный камень в комплексной стратегии защиты интеллектуальной собственности. Его можно использовать как самостоятельный инструмент (DIY-подход) или в комбинации с другими методами, такими как депонирование или нотариальное заверение, которые добавляют дополнительные юридические гарантии. Понимание этого многоуровневого подхода позволяет IT-предпринимателям и юристам выбирать наиболее эффективные и экономически целесообразные инструменты для защиты своих цифровых активов.

FAQ

Вопрос: можно ли «расшифровать» хеш-сумму SHA-256, чтобы получить исходный файл?

Нет, SHA-256 — это односторонняя, необратимая функция. По хеш-сумме невозможно восстановить исходный файл. Это ключевое свойство, известное как pre-image resistance.

Вопрос: может ли два разных файла иметь одинаковую хеш-сумму?

Теоретически, да, это называется коллизией. Однако для алгоритма SHA-256 вероятность такого события настолько мала, что оно считается вычислительно неосуществимым. Количество возможных хеш-значений (2^256) — астрономическое число, и на сегодняшний день не зафиксировано ни одной коллизии.

Вопрос: в чем разница между хешированием и шифрованием?

Хеширование — это односторонняя функция, предназначенная для проверки целостности данных, тогда как шифрование — двусторонняя функция, которая позволяет преобразовать данные в нечитаемый формат, а затем восстановить их с помощью ключа.

Вопрос: является ли хеш-сумма юридическим доказательством сама по себе?

Хеш-сумма приобретает юридическую силу, когда ее включают в официальный документ, например, в договор, и этот документ подписан квалифицированной электронной подписью (КЭП). КЭП сама по себе использует хеширование для гарантии целостности документа, что делает этот подход надежным и признанным в судах.

Железнодорожная инфраструктура во многих странах десятилетиями работает на устаревших технологиях, а исследователи безопасности годами сталкиваются с игнорированием критических уязвимостей со стороны транспортных компаний. Итог — повышенные риски взлома и периодические инциденты, которые со временем могут перерасти в полное обрушение системы.

Североамериканский кейс: как 13 лет игнорировали критическую уязвимость в поездах

В августе 2025 года мир железнодорожной безопасности столкнулся с шокирующим прецедентом. CISA (Агентство кибербезопасности США) официально подтвердило существование CVE-2025-1727 — уязвимости в системах экстренного торможения грузовых поездов. Эта история началась не вчера: исследователи били тревогу больше десяти лет, но их предупреждения считали «теоретическими».

Почему тормоза стали ахиллесовой пятой

В основе проблемы — протокол связи между головным (HoT) и хвостовым (EoT) вагонами. Вместо современного шифрования здесь используется контрольная сумма BCH — математическая проверка целостности данных, разработанная ещё в 1960-х.

Представьте, что вы отправляете коллеге секретный код, но вместо запечатанного конверта используете открытку: любой может прочитать и подменить содержимое. Технически эксплуатация выглядит так: устройства обмениваются данными на частоте 457 МГц — это публичный диапазон, как FM-радио.

Злоумышленник с SDR-радио (программно-управляемым устройством за $300-500) может:

• перехватить сигнал между вагонами;
• расшифровать 16-битную контрольную сумму;
• сгенерировать фальшивую команду торможения.

Реальная демонстрация состоялась ещё в 2014 году. Исследователь Эрик Рейтер на конференции DEFCON (крупнейший в мире ежегодный саммит хакеров и специалистов по кибербезопасности) показал, как за 90 секунд останавливает модель поезда, передавая поддельный сигнал с ноутбука и самодельной антенны.

Но только в 2025 после ряда инцидентов в Европе, где аналогичный протокол использовали для остановки составов, эксперты MITRE подтвердили уязвимость и присвоили ей статус CVSS 8.1 — «высокий риск».

Атака на Deutsche Bahn (Германия) через VPN-шлюзы привела к 8-часовому простою региональных поездов. Злоумышленники использовали уязвимость в протоколе DNP3 для подмены команд сигнализации.

Почему проблему игнорировали

Основная причина — экономика. В Северной Америке эксплуатируется 75 000 устройств HoT/EoT. Их замена на защищённые аналоги IEEE 802.16t потребует $7–10 млрд, по оценкам AAR, и 5–7 лет работ из-за согласований и тестирования.

Это классический конфликт безопасности и операционной непрерывности. Железные дороги живут по принципу «работает — не трогай». Замена legacy-систем требует не только финансовых затрат, но и временной остановки работы транспортных компаний.

Для грузовых перевозчиков простой означает потерю $2,6 млн в час.

CISA в своём бюллетене от мая 2025 года пишет о том, что железные дороги исторически фокусировались на физической безопасности. Цифровые риски оставались вторичными из-за предполагаемой изоляции OT-сетей.

Что изменилось в 2025 году

После публикации отчёта CISA начались конкретные действия:

• временные меры — установка фильтров от помех на антенны EoT;
• поэтапный переход на стандарт FRED-II с AES-шифрованием;
• программа грантов для малых железных дорог на модернизацию.

Но проблема глубже. Уязвимость CVE-2025-1727 — лишь симптом. Реальная проблема в устаревших стандартах, которые не учитывают современные киберугрозы.

Российская железнодорожная инфраструктура: от уязвимостей к системным решениям

В 2021 году независимый исследователь обнаружил, что публичный Wi-Fi в поездах «Сапсан» не изолирован от внутренней сети РЖД. Это открыло «цифровую дверь» в критическую инфраструктуру — то есть систему управления поездами. Последующий анализ показал, что это не единичный случай — проблема носит системный характер.

Технические корни проблем

Унаследованные системы — главная причина уязвимостей. Например:

• Серверы IPMI (интерфейс управления серверами Dell iDRAC и Supermicro) работали без паролей. Через них можно было получить контроль над физическим оборудованием.
• Информационные табло на вокзалах работали под управлением Debian 9 (ОС на ядре Linux, устаревшая версия 2018 года). В системе не было обновлений безопасности, что делало её мишенью для эксплойтов вроде EternalBlue — программы, использующей уязвимость системы, разработанной в Агентстве национальной безопасности США.
• Прокси-серверы в сегментах управления были открыты для интернета. Это позволяло злоумышленникам обходить сетевую аутентификацию.

Человеческий фактор усугублял риски:

• MikroTik-роутеры использовали пароли по умолчанию вроде admin:1234. Такие устройства обнаруживались в сетях от Москвы до Владивостока.
• Системы управления климатом (например, на базе ПО Schneider Electric) имели веб-интерфейсы на порту 80 без шифрования. Через них можно было перехватывать данные или вводить вредоносные команды.

Как реагировала РЖД

В 2023 году компания запустила первую в отрасли bug bounty-программу. Её условия — до 300 000 рублей за критическую уязвимость (например, доступ к системам управления движением поездов). Часть уязвимостей устранили за первый год, включая критические.

Однако проблемы сохранялись:

• Часть IP-камер (около 15%, по данным на 2024 год) оставалась доступна из интернета. Некоторые транслировали изображения с платформ вокзалов и даже служебных помещений.
• Системы на базе Windows Embedded (управляющие табло и терминалы) не получали обновлений из-за прекращения поддержки Microsoft.

Для программистов: Уязвимости в MikroTik часто связаны с протоколом WinBox (порт 8291). Эксплойт *CVE-2018-14847* позволял читать файлы конфигурации через directory traversal. Патч выпущен в 2019, но многие устройства РЖД его не получили.

Для новичков: Bug bounty — «охота за багами с вознаграждением». Исследователи легально ищут дыры в защите и получают деньги за их обнаружение.

Почему изменения идут медленно:

• Совместимость. Многие системы управления энергоснабжением путей работают на ОС QNX 4.2 (выпущена в 1995 году). Их замена требует остановки движения на участках.
• Регламенты. По стандартам ГОСТ Р 59639-2021, обновление ПО критических систем требует 7-этапного тестирования. Процесс занимает до 6 месяцев для одного типа устройств.

РЖД: сдвиг к прозрачности

Компания постепенно отходит от принципа «безопасность через игнорирование»:

• подтверждены DDoS-атаки на ИТ-системы в 2023 году, нарушившие работу сайта и приложений;
• внедрена практика независимой оценки уязвимостей на платформе Standoff 365.

Технические улучшения к 2025 году:

1. Сегментация сетей. OT-системы (управление путями, сигнализация) отделены от IT-инфраструктуры с помощью аппаратных межсетевых экранов.
2. Замена паролей по умолчанию. Внедрена система Privileged Access Management (PAM), автоматически генерирующая сложные пароли для инженерного оборудования.
3. Мониторинг в реальном времени. Сервис Security Operations Center (SOC) отслеживает аномалии в сетях. Например, попытки доступа к портам 502/TCP (Modbus) или 1911/UDP (Fox Protocol).

Хотя публичные отчёты с детализацией инцидентов пока редки, эти шаги сигнализируют о переходе к более открытой модели безопасности.

Почему железные дороги остаются мишенью: причины уязвимостей

Железнодорожная инфраструктура — это гибрид из унаследованных систем (OT) и современных IT-решений. Исторически OT-оборудование (сигнализация, тормоза, управление путями) работало в изолированных сетях. Но сегодня интеграция с IT-сетями создаёт «цифровые трещины», которые эксплуатируют злоумышленники. Рассмотрим три ключевые проблемы.

Конфликт IT и OT: когда протоколы устаревают быстрее поездов

Главная проблема — несовместимость стандартов. OT-оборудование использует протоколы 1990-х, разработанные для закрытых сетей.

Например:

• FRED — протокол связи между головным и хвостовым вагонами, разработанный в конце прошлого века — применяет BCH-контрольную сумму вместо шифрования. Это позволяет подделывать команды торможения через радио.
• Modbus (порт 502/TCP) и DNP3 в SCADA-системах не поддерживают аутентификацию. Атака на Deutsche Bahn в 2024 году показала: через уязвимость в DNP3 хакеры искажали сигналы светофоров, что привело к остановке поездов.

При интеграции с IT-сетями устаревшие протоколы становятся «дверью» для атак. Почему их не меняют? Существуют физические ограничения:

• замена устройств требует остановки движения, что приведёт к неизбежным убыткам;
• многие системы управления энергоснабжением путей работают на ОС QNX 4.2 (выпущена в 1995 году) — их обновление невозможно без замены «железа».

Windows XP до сих пор работает на ряде европейских контроллеров сигнализации. Microsoft прекратила поддержку ОС в 2019, оставив системы без патчей.

Человеческий фактор: как фишинг ломает железные дороги

По данным CISA, значительная часть инцидентов в OT-средах начинается с атак на персонал.

Почему это работает:

• технический персонал редко обучают кибербезопасности OT-сред;
• 80% SCADA-систем используют единые учётные записи для всех инженеров — утечка одного пароля открывает доступ к критическим узлам.

Для программистов: NTLM-аутентификация (протокол 1993 года) до сих пор применяется в промышленных системах. Её слабость — передача хеша пароля без шифрования. Фишинговая атака с CVE-2025-24054 превращает обычный ZIP-архив в «троянского коня» для кражи учётных данных.

Для новичков: Фишинг — это «удочка» для сотрудников. Злоумышленники выдают себя за коллег или службу поддержки, чтобы выманить пароли.

Уязвимости в железных дорогах — не следствие «плохого кода». Это системная проблема на стыке устаревших стандартов, физических ограничений и человеческих привычек.

Безопасность на ЖД требует не только технологических изменений (вроде перехода на IEEE 802.16t), но и пересмотра подходов: сегментации сетей, bug bounty-программ и регулярных тренировок для инженеров. Как гласит принцип Purdue: «Изоляция — лучший друг критической инфраструктуры».

Комментирует эксперт в сфере кибербезопасности Лев Прокопьев, технический директор PrivEsc:

Таких проблем, как CVE-2025-1727, — тьма, и не только в железнодорожной отрасли. Промышленность и бизнес до сих пор используют массу «вечных» систем, разработанных «когда-то» на C, без шансов на обновление. Лозунг «15 лет без сбоев» нередко превращается в критический риск для общественной безопасности.

Альтернатив немного, а закупка и внедрение новых решений — процесс долгий и затратный. Поэтому продолжают эксплуатироваться SCADA с Modbus/DNP3 без аутентификации, OPC/DCOM с утечкой хешей NTLM и EternalBlue в каждом устройстве «из коробки», драйверы времён NT с утерянными исходниками, контроллеры с Telnet/FTP и стандартными логинами вроде admin:admin. Эти системы держат энергетику, транспорт и водоснабжение — и никто не хочет их трогать, пока «работает».

Проблема не только в самих уязвимостях, но и в бюрократии, риске остановки технологических или логистических процессов и страхе убытков. В итоге вопрос быстро становится практически нерешаемым. $300–400 за SDR, пара часов на реверс протокола — и можно, находясь вне периметра, подать команду на торможение состава. Без шифрования подделка пакета тривиальна. Последствия — от сбоя логистики до аварии. 13 лет без подвижек в решении проблемы — это, к сожалению, банальная ситуация.

И да, это вопрос общественной безопасности. Поэтому стоит отдать должное исследователям за упорство. Вряд ли, конечно, что в скором времени большинство разработчиков АСУТП и ПЛК анонсирует выход на Bug bounty и позовет любого желающего проверить, получится ли у него вторгнутся в процессы общественной безопасности, но и не забываем, что этот мир умеет удивлять.

Стратегии защиты: глобальные практики

Железнодорожная отрасль постепенно переходит от реактивного к проактивному подходу в кибербезопасности. Международный опыт показывает, что успех зависит от комбинации технологий, архитектурных решений и кадровой политики.

Сегментация: фундамент безопасности промышленных систем

Как гласит принцип Purdue: «Изоляция — лучший друг критической инфраструктуры». Такая модель (стандарт ISA-95) — международно признанный подход к изоляции критической инфраструктуры, применяемый в энергетике, транспорте и промышленности. Её суть в целенаправленном цифровом карантине.

Где это работает. Канадский национальный перевозчик CN Rail внедрил модель Purdue в 2023 году для защиты систем управления путями.

Реализация включала:

• физическое разделение сетей управления стрелками (уровень 1) и диспетчерских центров (уровень 3);
• установку односторонних шлюзов данных (data diodes) между уровнями 2 и 3.

Технические детали карантина:

• Уровень 0. Датчики рельсовых цепей и считыватели RFID физически изолированы. Данные передаются через оптически развязанные модули.
• Уровень 3. Диспетчерские системы (например, Siemens Vicos OC 501) размещены в DMZ с двухфакторной аутентификацией по FIDO2 и сигнатурным анализом трафика через Modbus/TCP deep packet inspection.
• Запрет горизонтального движения. Устройства уровня 2 (локальные контроллеры) не могут связываться друг с другом, только с вышестоящими серверами.

Почему это работает? При атаке на IT-сегмент (например, фишинг бухгалтерии) злоумышленники не могут достичь систем управления путями.

Технические меры: шифрование как основа

Ключевая слабость устаревших систем — отсутствие криптографии. Современные решения:

• AES-256-GCM для радиоканалов: используется в новых устройствах FRED-II в США. Алгоритм гарантирует конфиденциальность и аутентичность данных. Для 457 МГц-каналов внедрена помехоустойчивая реализация с Forward Error Correction.
• HMAC-SHA256 вместо BCH: контрольные суммы теперь генерируются с использованием уникальных ключей. Это блокирует подделку команд торможения через SDR-радио.
• HSM-модули в критичных узлах: аппаратное хранение ключей исключает их извлечение при компрометации серверов.

Полный переход на стандарт IEEE 802.16t с шифрованием AES-256 планируется в США к 2027 году.

Перспективные разработки: безопасность завтрашнего дня

ЕС инвестирует €2.8 млрд в модернизацию железных дорог, включая цифровые системы ERTMS. Квантово-устойчивые алгоритмы (например, CRYSTALS-Kyber) рассматриваются как элемент будущей безопасности, особенно для защиты данных в системах управления.

Актуальные решения:

• Криптография на решётках (Lattice-based) для ключей шифрования. Устойчива к взлому даже самыми мощными компьютерами.
• Li-Fi сети в диспетчерских центрах: передача данных через светодиоды. Сигнал не выходит за пределы помещения, что исключает перехват.
• Блокчейн для журналов событий. Фиксация аномалий в распределенных реестрах. Это предотвращает удаление или подмену записей злоумышленниками.

Для программистов: Lattice-based криптография основана на сложности решения задачи обучения с ошибками (LWE). Её преимущество — устойчивость к атакам Шора на квантовых компьютерах.

Для новичков: Li-Fi — как Wi-Fi, но с использованием света вместо радиоволн. Данные передаются через «мигание» LED-ламп с частотой, незаметной для глаз.

Почему изменения ускоряются

До 2023 года модернизация тормозилась из-за стандартов длительного тестирования (например, ГОСТ Р 59639-2021). Сейчас регуляторы вводят «зелёные коридоры» для сертификации. В ЕС принята директива NIS 2, разрешающая удалённое обновление без остановки движения при условии контроля целостности ПО.

Главный урок: защита железных дорог требует не разовых мер, а экосистемы из технологий, регуляторики и подготовки кадров. Безопасность — это не продукт, а процесс, питаемый прозрачностью.

Итоги: баланс между рисками и реальностью

Уязвимости в железнодорожной инфраструктуре — следствие технологической эволюции. Переход от изолированных систем к IoT-архитектурам требует пересмотра подходов к безопасности.

Ключевые принципы:

• приоритет сегментации: разделение OT/IT значительно снижает риски;
• прозрачность вместо игнорирования: bug bounty эффективнее судебных исков;
• постепенная модернизация: замена протоколов важнее полного обновления парка.

Проблема не в отдельных уязвимостях, а в системном подходе. Железные дороги могут стать эталоном безопасности, если рассматривать исследователей как союзников, а не противников.

Шифр + панки = анонимность, или как все началось

Cypherpunks (от англ. cipher — шифр и punk — панк, бунтарь) — это неформальное сообщество энтузиастов. В 1990-х годах они решили, что интернет должен быть местом свободы, а не цифровой клеткой. Их главная фишка — криптография, то есть искусство прятать информацию так, чтобы никто, кроме адресата, не мог ее прочитать. Сразу вспоминается шифр Цезаря и все остальные загадки.

Все началось в 1992 году, когда три гика — бывший инженер из Intel и бизнесмен Тим Мэй (кстати, именно он сделал переворот в создании чипов), математик Эрик Ньюз и программист Джон Гилмор — собрали еще двадцать своих знакомых компьютерных гениев в доме Хьюза. Они были настоящими бунтарями — радикальными либералами, которые верили, что интернет может оказать огромное влияние на политику и общество (что, ровным счетом, и произошло).

Вдохновлялись они, кстати, работами Дэвида Чаума, пионера цифровой анонимности, который в 1980-х годах предложил методы безопасных платежей и обмена данными. В то время правительства и крупные корпорации начали активно использовать компьютеры для сбора информации — тем, кто разбирался в технологиях, это крайне не нравилось. И тогда шифропанки поняли, что в новом цифровом мире существующие методы безопасности больше не работают.

То есть главный вопрос был в том, смогут ли правительства использовать интернет, чтобы подавлять личную свободу и вмешиваться в жизни людей путем слежки, или такие же обычные гики будут «уничтожать» государства с помощью компьютеров.

Просто представьте картину: типичные программисты в очках с хвостами решают, как должен работать интернет. Собираться они начали в офисе компании Гилмора Cygnus Solutions и на одной из первых встреч получили название Cypherpunks — его придумал журналист Джуд Милхон как отсылку к жанру киберпанка.

Сообщество быстро росло, и шифропанки создали mailing list (по сути, древний чатик по электронной почте), где собирались единомышленники, чтобы обсуждать, как защитить частную жизнь в эпоху, когда компьютеры только начинали захватывать мир.

Спустя время число подписчиков рассылки выросло и перевалило за сто, а список стал настоящим мозговым штурмом: юзеры ежедневно обменивались идеями, тестировали шифры и спорили о том, как обхитрить системы слежки. Это была не просто тусовка — это был вызов государству и корпорациям, которые уже тогда мечтали знать о нас всё.

Главные идеи шифровальщиков

Шифропанки верили, что:

• Приватность — это право. Государства и корпорации не должны без согласия собирать данные о гражданах.
• Шифрование – ключ к свободе. Только криптографические методы могут гарантировать безопасность личных данных.
• Код важнее законов. Технологии должны защищать людей, даже если правительства выступают против.
• Анонимность важна для демократии. Если люди не могут скрывать свою личность, у них нет возможности свободно высказывать мнение.

Манифест и немного бунтарства

В 1993 году Эрик Хьюз написал «Манифест шифропанка» (A Cypherpunk’s Manifesto). Полностью в оригинале можно почитать здесь. Основная идея: если ты хочешь свободы, бери её сам, а не жди, пока государство или корпорации тебе её подарят.

Мы, шифропанки, посвящаем себя созданию анонимных систем. Мы защищаем конфиденциальность с помощью криптографии, анонимных почтовых служб, электронных подписей и цифровых денег.

А еще Хьюз прямо заявлял: «Cypherpunks write code» («Шифропанки пишут код») — они не просят разрешения, а сами создают инструменты для защиты конфиденциальности. Шифропанки верили, что государства и корпорации не смогут контролировать информацию, если люди будут использовать сильное шифрование.

Почему шифропанки реально крутые

Ничего не напоминает? Да, эти ребята были не просто теоретиками. Они кодили, шифровали и делились своими наработками. Все, о чем писал Хьюз, сбылось: электронные подписи, криптовалюта и многое другое.

Идеалы шифровальщиков заложили основу для самых разных технологических инноваций, направленных на сохранение конфиденциальности и повышение безопасности. В итоге из этих принципов родились прорывные проекты и даже Биткоин. Ниже рассказываем подробнее о том, появлению каких технологий они поспособствовали.

PGP (Pretty Good Privacy)

Фил Циммерманн, один из активных шифропанков, в 1991 году выпустил PGP — программу, которая позволяла шифровать электронные письма и файлы так, что не подберется даже ЦРУ. Это был первый случай, когда криптография стала доступна обычным людям. Циммерманн даже чуть не попал под суд за «экспорт оружия» (да, в США тогда шифрование считалось чуть ли не ядерной технологией), но шифропанки победили — PGP до сих пор жива и используется для защиты переписки.

Electronic Frontier Foundation (EFF)

Это американская некоммерческая организация, основанная в 1990 году Джоном Перри Барлоу, Джоном Гилмором и Митчем Капором. Их миссия — защищать права пользователей в цифровом мире: свободу слова, конфиденциальность и доступ к технологиям.

EFF выросла из борьбы с цензурой и слежкой на заре интернета. Она помогали шифропанкам отстаивать свое право на шифрование (например, в деле о PGP). А сейчас члены EFF борются с массовой слежкой, защищают хакеров и поддерживают проекты вроде Tor. В общем, делают все, чтобы Большой брат ни за кем не следил.

Идеи для Tor

Шифропанки заложили основу для технологий, которые позже превратились в Tor (The Onion Router). Их мечта об анонимных системах связи вдохновила разработчиков создать сеть, где трафик шифруется и прыгает через кучу узлов. Прямо сейчас, пока вы читаете это, есть вероятность, что кто-то в даркнете благодарит шифропанков за их идеи.

Биткоин и криптовалюты

В 1983 году Дэвид Чаум и Стефан Брэндс предложили первые протоколы «электронной наличности». Затем идея развивалась, например, в 1997 Адам Бэк создал Hashcash — систему, которая защищает от спама. Позже она стала частью механизма биткоина (proof-of-work). Сатоши Накамото взял эти идеи, добавил блокчейн и вуаля — в 2009 родился биткоин, а за ним и весь крипто-рынок.

Remailers

Шифропанки придумали remailers — специальные серверы, которые пересылали письма, скрывая отправителя. Ты пишешь сообщение, оно проходит через цепочку remailers, и получатель понятия не имеет, от кого оно пришло.

Движение шифропанков действительно перевернуло историю. Конечно, у них были противники со стороны государства, корпораций и общества. А еще велись дебаты — нужно ли нам полное шифрование или все-таки опенсорсное ПО, где все прозрачно. В любом случае они показали, что защитить людей от интернет-угроз могут обычные программисты. Они же пишут код.

По мнению экспертов, с развитием квантовых компьютеров современные методы защиты данных скоро станут бесполезны.

На форуме Quantum Safe Financial Forum (QSFF) представители отрасли обсудили риск атаки по схеме «сохрани сейчас — расшифруй позже». Злоумышленники уже собирают зашифрованные данные, чтобы в будущем взломать их с помощью квантовых технологий.

Как быстро квантовые технологии станут угрозой?

Сценарий «криптокалипсиса» — момент, когда квантовые компьютеры смогут взломать нынешние алгоритмы шифрования — прогнозируют через 10–15 лет. Однако эксперты предупреждают, что неожиданные технологические прорывы могут ускорить этот процесс.

США уже устанавливают крайний срок — до 2035 года все федеральные агентства должны перейти на квантово-устойчивые системы.

Что делать банкам?

Европол считает, что финансовый сектор должен действовать без промедления.

Для перехода на новые технологии потребуется тесное сотрудничество банков, технологических компаний, политиков и регуляторов. Интересно, что QSFF не предлагает вводить жесткие законы.

По мнению организаторов, достаточно добровольного регулирования между частным сектором и государством.

Банки не готовы к угрозе

В 2023 году 86% руководителей финансовых компаний заявили, что их организации не готовы к рискам, связанным с квантовыми технологиями. 84% считают, что переход на новую криптографию должен произойти в течение 2–5 лет.

В чем суть проблемы: почему квантовые компьютеры мощнее обычных?

Главное преимущество КК — их вычислительная мощность. Если добавить 1 бит обычному компьютеру, его мощность увеличится линейно. При добавлении 1 квантового бита (кубита) квантовому компьютеру, его мощность возрастает экспоненциально. Два кубита хранят четыре состояния, три кубита — восемь и так далее.

Существует три основных типа КК:

• Квантовые отжигатели. Самый доступный на сегодняшний день тип КК. Они обладают наименьшей вычислительной мощностью и полезные лишь в лабораторных условиях. Их возможностей достаточно, чтобы представлять угрозу для асимметричного шифрования.
• Аналоговые квантовые симуляторы. Предназначены для решения физических задач, недоступных классическим компьютерам. Их область применения включает квантовую химию, материаловедение, задачи оптимизации, разложение больших чисел на множители, выборку данных и квантовую динамику.
• Универсальные квантовые компьютеры. Наиболее сложный в создании тип КК, требующий огромного количества физических кубитов. Их научное название CRQC — криптографически релевантные квантовые компьютеры. Intel, IBM, Google планируют вывести их на коммерческий рынок к 2030 году.

В отличие от классических компьютеров, которые обрабатывают данные последовательно, КК используют принцип квантовой суперпозиции и запутанности. Они создают многомерное пространство, состоящее из множества запутанных кубитов. Затем КК решают задачи, анализируя все возможные состояния и результаты одновременно.

Вместо поочередной обработки элементов базы данных, как это делает классический компьютер, КК применяет алгоритм ко всей базе данных одновременно. Поэтому они особенно эффективны в решении сложных математических задач, включая криптографический анализ.

Какие из современных алгоритмов сможет взломать КК?

Асимметричное шифрование, используемое в инфраструктуре открытых ключей (PKI), опирается на сложность факторизации больших чисел. Такие алгоритмы, как DH, ECC и ECDH, обеспечивают безопасность обмена ключами и шифрования данных. Однако алгоритм Шора, запущенный на КК, сможет взломать эти системы за считанные секунды. Классическому компьютеру понадобились бы миллионы лет вычислений.

CRQC потенциально способны взломать RSA. Злоумышленники смогут подделывать цифровые подписи и атаковать методом «Человек в середине». Пользователь будет думать, что подключается к легитимному серверу, в то время как на самом деле это сервер злоумышленника.

Квантовые компьютеры представляют опасность и для симметричного шифрования, например, широко используемого алгоритма AES. Алгоритм Гровера значительно ускоряет взлом симметричных ключей. Он фактически уменьшает криптостойкость AES в 2 раза.

Стоит ли переживать из-за теоретической угрозы?

Событие, когда появится CRQC, называют «Квантовым днем» (Q-Day). Пока что угроза носит гипотетический характер. Существующие КК не способны взломать ни один из широко используемых методов шифрования. Но достоверные прогнозы относительно прогресса невозможны. Более того, мы можем и не узнать, когда угроза станет реальной, если криптография будет взломана «за закрытыми дверями».

По оценкам экспертов Cloud Security Alliance, квантовый компьютер сможет взломать современную инфраструктуру уже в 2030 году.

Для большинства людей Q-Day не представляет особой опасности. Маловероятно, что у обычного человека есть настолько важные и секретные данные, которые окажутся ценнее документов ФСБ.

Отрасль позаботится о подготовке систем шифрования к моменту изобретения мощного КК. Однако правительства, крупные организации и компании уже обеспокоены защитой секретных данных от атаки «Собери сейчас, расшифруй позже». Злоумышленники могут украсть зашифрованные данные сегодня, и хранить их до тех пор, пока у них не появится доступ к достаточно мощному КК.

Существует ли квантовоустойчивая криптография?

Исследователи работают над созданием алгоритмов, которые могли бы противостоять попыткам КК взломать код:

• Решеточная криптография. Решетка — это бесконечная сетка точек. Задача компьютера — найти кратчайший вектор к центральной точке. Это легко решить в двумерной сетке, но с увеличением числа измерений даже квантовый компьютер не сможет эффективно решить эту задачу.
• Квантовое распределение ключей. Метод использует законы квантовой механики для безопасного обмена ключами шифрования. Любая попытка «подслушать» передачу ключа неизбежно нарушит квантовое состояние, и отправитель с получателем узнают о взломе.
• Кодовая криптография. Эта технология основана на сложных математических задачах, связанных с исправлением ошибок в кодах. Даже незначительные изменения в зашифрованном сообщении делают его нечитаемым без секретного ключа.
• Криптография на основе изогений. Основывается на математических преобразованиях эллиптических кривых. Считается, что даже КК не осилят такие вычисления.

Для противодействия угрозе разрабатывают постквантовые VPN на основе IKEv2:

• RFC 8784 — вместо передачи ключей непосредственно во время установления соединения, ключи настраиваются и передаются администраторами вне каналов связи. Это делает невозможной расшифровку данных даже при перехвате.
• RFC 9370 — добавляет семь дополнительных раундов обмена ключами, создавая ключи, основанные на разных криптографических технологиях KEM. Для взлома гибридного ключа необходимо взломать все используемые KEM, что значительно повышает сложность атаки.

Как защитить данные от квантового компьютера?

Базовые рекомендации:

• Отказаться от 128-битного AES. Его ключ теоретически уязвим для алгоритма Гровера.
• Усилить сертификаты. Необходимо переходить на сертификаты с ключами RSA размером 4096 бит для противодействия брутфорсу.
• Обновить хеш-функции. Рекомендуется использовать SHA-384 и SHA-512, отказавшись от устаревающих MD5 и SHA-1.
• Обновить шифры. Необходимо перейти на TLSv1.3 с использованием Perfect Forward Secrecy (PFS). Эта связка защитит данные даже в случае компрометации долгосрочных ключей.

Применение всех известных постквантовых решений не гарантирует 100% защиту. Если достаточно мощный КК изобретут раньше 2030 года, теоретическая угроза цифровой безопасности станет реальной.

Этот компьютер, разработанный в 1940-х годах, стал одним из первых шагов на пути к современной вычислительной технике.

Руководство, опубликованное в 1950 году, подробно описывает работу системы и процесс программирования на этой ранней вычислительной машине.

Вклад Тьюринга в развитие вычислительной техники

Алан Тьюринг, признанный одним из основоположников компьютерной науки, разработал принципы, которые легли в основу работы Manchester Mark I.

Его мануал не только отражает технические детали работы компьютера, но и является примером раннего программирования, которое в дальнейшем стало основой для развития того, чем занимаются современные разработчики.

Manchester Mark I использовал двоичную систему и выполнял вычисления с использованием машинного кода — концепции, которая и сегодня применяется в компьютерных технологиях.

Технические особенности

Manchester Mark I был оснащен ртутным запоминающим устройством и магнитным барабаном для хранения данных.

В мануале, созданном Тьюрингом, подробно описаны все технические аспекты компьютера, включая инструкции по программированию и управлению ресурсами.

В то время такие компьютеры использовались для выполнения сложных математических расчетов, а программирование требовало высокого уровня точности и знаний.

Значение публикации

Появление этого мануала в сети является важным событием для истории вычислительной техники.

Он позволяет взглянуть на первые шаги в создании компьютеров и лучше понять, как рождалась современная цифровая эпоха.

Сейчас же появилась информация о том, что еще в ноябре 2023 года исследователи из Института Вейцмана и Еврейского университета предложили новое решение на основе многомерных графов.

Этот метод, называемый «локальной тестируемостью», позволяет быстро обнаруживать ошибки, проверяя лишь небольшие участки данных.

Основная идея заключается в том, что при искажении одного бита можно выявить ошибку по проверке нескольких точек, что значительно ускоряет процесс проверки.

Использование многомерных графов

Графы стали ключевым инструментом в новом подходе.

Исследователи разработали уникальную математическую структуру, которая соединяет биты данных с проверочными битами с помощью сложных многомерных связей.

В отличие от традиционных графов, их многомерные «братья» создают более плотные и сложные связи, позволяя обнаружить ошибки практически мгновенно.

Значение открытия

Открытие теоретически и практически подтверждает возможность создания кодов с локальной тестируемостью, которые одновременно обеспечивают высокую скорость передачи данных и устойчивость к шуму.

Этот метод может найти применение в телекоммуникациях, криптографии и других областях, где важна высокая надежность при передаче данных.

Стандартные решения

Одни из самых известных и широко используемых утилит для шифрования файлов встроены в ОС и являются хорошим вариантом для базовой защиты данных.

Apple FileVault: встроенное средство шифрования дисков в macOS. Для его настройки просто перейдите в «Системные настройки» > «Безопасность и конфиденциальность» > «FileVault» и следуйте инструкциям. FileVault использует алгоритм XTS-AES-128 с длиной ключа 256 бит для шифрования и чип T2 для управления ключами. Средство обеспечивает надёжную защиту данных, позволяя пользователям шифровать весь диск и предотвращать несанкционированный доступ к информации.

Windows BitLocker: встроенное средство шифрования дисков в Windows. В профессиональных версиях Windows 10 и более поздних эту функцию можно включить, открыв «Панель управления» > «Система и безопасность» > «BitLocker» и следуя инструкциям. BitLocker использует алгоритм AES с длиной ключа 128 или 256 бит. Он позволяет шифровать как отдельные разделы, так и весь диск, обеспечивая защиту данных от несанкционированного доступа. BitLocker также поддерживает аппаратное шифрование с использованием TPM (Trusted Platform Module), что дополнительно повышает безопасность. Encrypting File System (EFS) — ещё одно средство шифрования, доступное в профессиональных версиях Windows, которое позволяет шифровать отдельные файлы и папки.

Linux LUKS: LUKS (Linux Unified Key Setup) — это стандарт для шифрования дисков в Linux. Он использует AES-256 и поддерживает другие шифры и хеш-функции. Процесс настройки LUKS может отличаться в зависимости от используемого дистрибутива Linux, но обычно включает создание зашифрованного раздела на этапе установки операционной системы. Реализация LUKS может различаться в зависимости от дистрибутива Linux, но в целом это мощное средство для защиты информации. LUKS позволяет легко менять пароли и управлять доступом к зашифрованным файлам.

Утилиты для простого файлового шифрования

Если вам нужно быстро зашифровать отдельные файлы, воспользуйтесь одной из этих простых в использовании утилит.

Hat.sh и Cloaker: веб-приложения для локального шифрования файлов в браузере. Для использования Hat.sh или Cloaker просто откройте их веб-сайт, выберите файл для шифрования, задайте пароль и нажмите кнопку для старта процесса. Они используют библиотеки libsodium, XChaCha20-Poly1305, Argon2id и X25519 для гарантии высокой безопасности. Hat.sh и Cloaker не требуют установки и работают непосредственно в браузере, что делает их удобными для повседневного использования. Эти утилиты особенно полезны для быстрого шифрования небольших файлов без необходимости установки дополнительного ПО.

Picocrypt: кроссплатформенная утилита, работающая на Windows, macOS и Linux. Как работает: выберете файл для шифрования и кликните на соответствующую кнопку. Picocrypt использует XChaCha20 и поддерживает каскадное шифрование (XChaCha20 + Serpent), а также HMAC-SHA3 для проверки целостности данных. Программа также поддерживает функции сжатия данных перед шифрованием, что может быть полезно для экономии дискового пространства. Криптографические примитивы находятся в модуле golang.org/x/crypto.

Шифрование файлов для облака

С ростом популярности облачных хранилищ становится важным вопрос защиты данных при их передаче и хранении в облаке.

Cryptomator: кроссплатформенная программа для шифрования каталогов перед синхронизацией с облачными хранилищами. Для создания зашифрованной папки запустите Cryptomator, выберите папку, задайте пароль и нажмите «Unlock». После этого программа создаст зашифрованный контейнер, который можно синхронизировать с любым облачным сервисом. Cryptomator использует AES-256 для шифрования файлов и scrypt для управления ключами. Он обеспечивает защиту данных при их передаче в облако, что делает его отличным выбором для пользователей облачных хранилищ. Программа также поддерживает интеграцию с популярными сервисами: Dropbox, Google Drive и OneDrive. Документация.

Duplicati: решение для резервного копирования данных с поддержкой инкрементального бэкапа и шифрования AES-256. Программа работает на различных платформах и поддерживает множество облачных хранилищ, что делает её универсальным инструментом для защиты данных. Duplicati также поддерживает функции дедупликации данных и сжатия: это позволяет существенно экономить место на диске и в облаке.

RClone: инструмент для управления данными в облаке. Он поддерживает множество облачных провайдеров и использует NaCl SecretBox для шифрования файлов (XSalsa20 и Poly1305). RClone обеспечивает высокую степень безопасности и удобен в использовании. Программа поддерживает синхронизацию и резервное копирование данных, а также позволяет выполнять сложные операции по управлению файлами и директориями в облаке.

Создание шифрованных архивов и контейнеров

Для более сложных задач шифрования можно использовать утилиты для создания зашифрованных архивов и контейнеров.

VeraCrypt: популярное решение для создания криптоконтейнеров. Поддерживает множество алгоритмов шифрования, включая AES, Camellia, Кузнечик, Serpent и Twofish, а также каскадное шифрование. VeraCrypt позволяет создавать скрытые тома и шифровать системные разделы, обеспечивая высокую степень защиты данных. Программа также поддерживает функции быстрого форматирования и расширенные настройки безопасности: это утилита для продвинутых пользователей.

zuluCrypt: интерфейс для работы с cryptsetup, поддерживающий различные форматы контейнеров. Программа предоставляет удобный графический интерфейс для управления зашифрованными томами и поддерживает интеграцию с различными файловыми системами. zuluCrypt также поддерживает функцию скрытых томов: с их помощью можно создавать дополнительные уровни защиты данных.

Kryptor: консольный инструмент для шифрования и подписи файлов. Он использует алгоритмы XChaCha20-Poly1305, Argon2id, X25519 и Ed25519 для реализации высокой безопасности. Kryptor — кроссплатформенная утилита для удобной работы с зашифрованными файлами. Программа также поддерживает автоматическое управление ключами и интеграцию с другими инструментами командной строки. Документация.

Dexios: утилита для шифрования файлов, написанная на языке программирования Rust. Она поддерживает алгоритмы AES-256-GCM и ChaCha20-Poly1305 и прошла аудит безопасности от компании NCC. Dexios обеспечивает высокую степень защиты данных и удобство использования. Программа также поддерживает функции сжатия данных и резервного копирования, что делает её универсальным инструментом для защиты информации. Криптографические примитивы взяты из RustCrypto. Документация.

Tomb: оболочка для cryptsetup и LUKS, поддерживающая создание зашифрованных контейнеров. Программа позволяет хранить ключи отдельно и использовать стеганографию для скрытия данных, гарантирует безопасность данных. Программа также поддерживает функции автоматического монтирования и управления доступом.

Комплексные решения

Эти универсальные программы позволяют управлять зашифрованными папками и файлами с использованием набора утилит.

SiriKali: программа-комбайн для управления зашифрованными папками с помощью различных консольных инструментов, которые можно использовать и отдельно. SiriKali предоставляет удобный графический интерфейс и поддерживает интеграцию с различными файловыми системами. Она позволяет легко создавать и монтировать зашифрованные папки, обеспечивая надёжную защиту данных. Программа также поддерживает автоматическое управление ключами и синхронизацию с облачными сервисами.

В Linux SiriKali использует:

• Sshfs,
• Fscrypt,
• Ecryptfs,
• Cryptomator,
• Securefs,
• Gocryptfs,
• Cryfs,
• Encfs.

В Windows в качестве бэкенда применяются:

• Cryfs,
• Encfs,
• Sshfs,
• Securefs,
• Cppcryptfs.

В macOS утилите работает с:

• Cryfs,
• Encfs,
• Securefs,
• Gocryptfs.

Сравнительная таблица утилит для шифрования файлов

Для максимальной защиты данных важно не только выбрать правильное средство шифрования, но и следовать лучшим практикам информационной безопасности:

1. Использовать надежные пароли. Они должны быть достаточно сложными и уникальными для каждого шифрованного контейнера или файла. Рекомендуется использовать менеджеры паролей для генерации и хранения сложных паролей.
2. При технической возможности, применять пароли в сочетании с аппаратными ключами безопасности по типу YubiKey. Такая двухфакторная аутентификация значительно повышает уровень безопасности любых механизмов авторизации.
3. Регулярно обновлять программное обеспечение. Убедитесь, что используемые утилиты для шифрования всегда обновлены до последней версии. Обновления часто включают исправления уязвимостей и улучшения безопасности.
4. Применять многослойную защиту. Помимо шифрования, используйте дополнительные меры безопасности: антивирусные программы, межсетевые экраны и системы обнаружения вторжений.
5. Делать резервное копирование данных. Регулярно обновляйте резервные копии важных данных и храните их в зашифрованном виде. Это поможет предотвратить потерю данных в случае повреждения или кибератаки.
6. Обеспечивать физическую безопасность. Защищайте устройства, на которых хранятся зашифрованные данные, от физического доступа неавторизованных лиц. Используйте биометрические методы аутентификации и физические замки для защиты.

Дополнительные инструменты и технологии

В дополнение к рассмотренным утилитам существуют и другие технологии, которые обычно используются в больших компаниях и могут помочь в защите данных:

• Аппаратные модули безопасности (HSM). Это устройства, предназначенные для безопасного хранения и управления криптографическими ключами. HSM обеспечивают высокий уровень защиты и используются в критически важных приложениях: банковских системах и правительственных учреждениях.
• SIEM (системы управления информацией и событиями безопасности). Инструменты для мониторинга, анализа и реагирования на инциденты безопасности. SIEM-системы помогают обнаруживать подозрительные активности и предотвращать кибератаки в режиме реального времени.
• DLP (системы предотвращения утечек данных). Технологии, предназначенные для защиты конфиденциальной информации от утечек и несанкционированного доступа. DLP-системы контролируют доступ к данным и предотвращают их передачу за пределы организации.

Шифрование данных — важный элемент обеспечения безопасности в современном мире. Существует множество утилит для шифрования файлов, каждая из которых имеет свои преимущества и области применения. Выбор инструмента для защиты данных зависит от ваших потребностей и задач, доступных ресурсов.

Помимо своих жутких преступлений, он издевался над полицией и прессой, отправляя послания с загадочными шифрами. Пожалуй, самым сложным из них был Z340, который оставался неразгаданным 51 год!

Неуловимый убийца... пока

В 2020 году международная команда криптографов, наконец, взломала Z340. Но подробности своего труда они опубликовали только сейчас, и это поразительное чтение:

• Массивная атака: Потребовались годы проб и ошибок, суперкомпьютеры, и специально созданное ПО.
• Перехитрил сам себя? Скорее всего, Зодиак не планировал настолько сложный шифр. Криптографы полагают, что в 1969 году вычислительных мощностей, чтобы его раскрыть, просто не существовало.
  
• «Надеюсь, вам весело меня ловить»: Жуткие послания Зодиака раскрываются впервые. В них он говорит, что не боится газовой камеры, ведь для него она — прямой путь в рай, где его ждет «армия рабов».
  

Что было в послании Зодиака

Зодиак насмехается над полицией и обещает рай себе и вечное рабство другим. Это классический ход серийных убийц, пытающихся доказать свое превосходство и всесилие.

ЭТО БЫЛ НЕ Я В ТЕЛЕШОУ. ЧТО НАВОДИТ МЕНЯ НА МЫСЛЬ: Я НЕ БОЮСЬ ГАЗОВОЙ КАМЕРЫ, ПОТОМУ ЧТО ОНА ОТПРАВИТ МЕНЯ В РАЙ ЕЩЕ РАНЬШЕ. ТЕПЕРЬ У МЕНЯ ДОСТАТОЧНО РАБОВ, ЧТОБЫ РАБОТАТЬ НА МЕНЯ, КОГДА ВСЕ ОСТАЛЬНЫЕ НИЧЕГО НЕ ПОЛУЧАЮТ, ДОСТИГАЯ РАЯ. ПОЭТОМУ ОНИ БОЯТСЯ СМЕРТИ. Я НЕ БОЮСЬ, ПОТОМУ ЧТО ЗНАЮ – МОЯ НОВАЯ ЖИЗНЬ БУДЕТ ЛЕГКОЙ В РАЮ. СМЕРТЬ.

Как удалось его расшифровать

Десятилетия кропотливой работы — криптографы перепробовали множество методов, прежде чем добиться успеха. Им помог специальный софт — AZDecrypt. Программа создана Ярлом Ван Эйком. Именно она смогла расшифровать гомофонные подстановки.

И хоть шифры раскрыты, личность Зодиака официально не установлена. Но криптографы помогли следствию приблизиться к раскрытию этой жуткой загадки длинною в полвека.

Он способен выдерживать атаки квантовых компьютеров, которые потенциально могут взломать большинство современных систем шифрования.

Как работает «Кодиеум»?

«Кодиеум» основан на классе задач, которые остаются сложными даже для квантовых компьютеров. Разработчики приводят пример задачи о «рюкзаке»:

Представьте, что у вас есть рюкзак на 100 литров и набор предметов с разным объемом. Нужно выбрать предметы, которые заполнят рюкзак без пустот. Для 50 предметов нужно перебрать 1 000 000 млрд комбинаций. Для 300-500 предметов число вариантов становится астрономическим.

Квантовому компьютеру будет сложно решить эту задачу, а «Кодиеум» использует еще более сложную «алгебраическую» версию этой задачи.

Где новая технология будет применяться?

Ее можно использовать для защиты:

• переписки в мессенджерах
• банковских транзакций
  
• любых других данных, передающихся через интернет
  

Почему это важно?

Квантовые компьютеры — это будущее, но они могут стать угрозой для безопасности данных.

«Кодиеум» же является шагом к защите информации от квантовых атак. При этом на данный момент система находится на стадии разработки. Готовится проект рекомендаций по его использованию.

А уже после публикации, проект будет доступен для обсуждения.

Рассмотрели VeraCrypt потому, что сегодня она считается одной из самых надежных программ для шифрования дисков. Если вам интересны другие программы, посмотрите нашу подборку из 7 инструментов для шифрования.

1. Что такое VeraCrypt
2. Начинаем шифрование диска с VeraCrypt
3. Обычный или скрытый том VeraCrypt: в чем разница
4. Выбираем алгоритм шифрования в VeraCrypt
5. Выбираем алгоритм хеширования в VeraCrypt
6. Устанавливаем пароль и PIM для тома
7. Собираем энтропию мыши и заканчиваем шифрование

Что такое VeraCrypt

VeraCrypt – это бесплатное ПО для шифрования данных с открытым исходным кодом. Оно позволяет создавать зашифрованные тома для хранения конфиденциальных файлов и информации.

Программа позволяет шифровать жесткие диски, флэш-накопители и облака, создавать зашифрованные контейнеры.

VeraCrypt считается очень надежным инструментом. В 2016 году было проведено исследование “VeraCrypt Audit”, в рамках которого был проведен аудит кода для обнаружения потенциальных уязвимостей. Результаты показали, что VeraCrypt достаточно надежна и предоставляет безопасное шифрование данных.

Найти установщик VeraCrypt можно на официальном сайте:

Начинаем шифрование диска с VeraCrypt

После установки VeraCrypt откроется главное окно программы. Здесь мы можем выбрать объект шифрования.

Нажмите на кнопку “Создать том”. VeraCrypt предложит вам выбор: создать зашифрованный контейнер или зашифровать диск.

Первый вариант подходит, если вы хотите создать зашифрованный каталог внутри незашифрованного диска. Контейнер будет использоваться как обычный файл: он будет внешне виден, его можно будет перемещать и совершать прочие манипуляции, как и со всеми файлами.

Второй вариант подходит, если вы хотите зашифровать целый диск или устройство, или целый том внутри них. К примеру, зашифровать диск D:// или флешку.

Обычный или скрытый том VeraCrypt: в чем разница

Далее VeraCrypt спросит вас, какой тип тома вы хотите создать.

Обычный том VeraCrypt будет защищен паролем и уникальным идентификатором для дешифрования. Об этом мы расскажем позже. После того, как пароль и идентификатор будут введены, а дешифровка пройдет успешно, вы сможете получить доступ к обычному тому.

Скрытый том VeraCrypt устроен чуть сложнее. В этом случае программа создаст обычный том и дополнительный внутри первого тома. Этот вариант нужен, если злоумышленники захотят получить доступ к вашему устройству или контейнеру и попытаются выпытать пароль и идентификатор.

Представьте, что вам угрожают, и вы выдали пароли к открытому тому. На этом игра будет окончена. Но у вас может быть и туз в рукаве, ведь скрытый том не будет отображаться внутри открытого тома.

Настоятельно рекомендуем выбрать этот вариант Скрытый том нужно монтировать отдельно, у него есть собственный ключ и идентификатор. Даже если у вас выведают доступы к обычному тому, всю действительно чувствительную информацию вы можете спрятать внутри скрытого тома.

Выбираем алгоритм шифрования в VeraCrypt

Выбираем расположение нашего тома и переходим к выбору алгоритма для шифрования.

На выбор VeraCrypt предлагает длинный список алгоритмов, среди которых AES, Serpent, Twofish, Camellia, Кузнечик и их комбинации.

AES, Serpent и Twofish были разработаны примерно в одно время и представлены в 1998 году как альтернатива устаревшим алгоритмам шифрования. В ходе конкурса было определено, что AES надежнее других алгоритмов. Serpent и Twofish не сильно отстают от AES, но последний все же надежнее.

Также нам предлагаются алгоритмы Кузнечик и Camellia.

Кузнечик – это симметричный блочный шифр, разработанный в России. Он является частью стандарта шифрования ГОСТ Р 34.12-2015 и используется в различных российских информационных системах и продуктах. Аналитики говорят, что у Кузнечика есть бекдор, то есть у него есть уязвимость.

Алгоритм шифрования Camellia был разработан в 2000 году в Японии.

По умолчанию VeraCrypt предлагает выбрать AES, и это верно: он надежнее прочих алгоритмов. Советуем остановиться на нем.

Выбираем алгоритм хеширования в VeraCrypt

Что касается хеширования, VeraCrypt предлагает алгоритмы BLAKE2s-256, SHA-256, SHA-512, Стрибог и Whirlpool. По умолчанию используется SHA-512. Здесь эксперты советуют использовать нестандартный алгоритм хеширования.

У алгоритмов BLAKE2s-256 и SHA-256 хеш-значение равно 256 бит. У SHA-512 хеш-значение равно 512 бит. Чем больше хеш-значение, тем сложнее дешифровать информацию.

Это значит, что выбирать BLAKE2s-256 и SHA-256 вместо SHA-512 значит жертвовать безопасностью. Конечно, алгоритмы с хеш-значением в 512 бит потребуют от вас большей производительности ПК, чем алгоритмы в 256 бит, но безопасность превыше всего.

Алгоритм хеширования Стрибог или Streebog – это семейство криптографических хеш-функций, разработанное в России и стандартизированное ГОСТ Р 34.11-2012. У него также может быть уязвимость.

Алгоритм хеширования Whirlpool – это семейство криптографических хеш-функций, разработанное компаниями Philips и Rhône-Poulenc в конце 2000-х годов. Если выбирать альтернативу SHA-512, стоит выбрать его.

Устанавливаем пароль и PIM для тома

С выбором пароля все просто: придумайте длинный и сложный пароль, который вы никогда не использовали ранее. После этого нажмите на галочку “Использовать PIM” и нажмите “Далее”.

В следующем окне нас попросят придумать PIM или Personal Iterations Multiplier.

PIM означает “Personal Iterations Multiplier” (дословный перевод “множитель персональных итераций”). Этот параметр был введен в VeraCrypt 1.12, и его значение управляет количеством итераций, используемых функцией генерации ключа заголовка (header key derivation function). Значение PIM может быть указано в диалоге ввода пароля, или в командной строке.

Концепция PIM была введена для обеспечения дополнительной защиты и адаптивности пароля шифрования в зависимости от уровня безопасности, требуемого пользователем. Значение PIM определяет количество итераций, которые будут использоваться при хешировании пароля, и, таким образом, влияет на силу и сложность получаемого ключа шифрования.

Минимальное значение PIM равно 98. По умолчанию рекомендуется использовать 485. Здесь лучше указать нестандартное число, чтобы усложнить дешифрование данных.

Как и в случае с хешем, чем больше PIM, тем сложнее для злоумышленников взломать том, но и дольше его монтировать для владельца. Лучше всего использовать четырехзначный PIM около 2000, к примеру, 2073.

Более высокие значения PIM приведут к большему количеству итераций хеширования, что усилит безопасность, но может также замедлить процесс входа в зашифрованный контейнер. Низкие значения PIM приведут к меньшему количеству итераций и, возможно, более быстрому доступу, но менее безопасному ключу шифрования.

PIM должен быть абсолютно случайным, как и в случае с паролем. Это еще один рубеж защиты данных от злоумышленников. Не используйте год своего рождения или дату рождения детей.

Собираем энтропию мыши и заканчиваем шифрование

На следующем этапе VeraCrypt предложит смонтировать зашифрованный том.

Обратите внимание В этом окне программа собирает энтропию перемещения мыши для шифрования тома.

Торопливые пользователи часто быстро нажимают “Разметить”. Не спешите. Поводите курсором по экрану до тех пор, пока не заполнится зеленая шкала под надписью “Собрано энтропии из перемещений мыши”.

Когда зеленая шкала заполнится, начните шифрование. Если вы выбрали создание обычного тома, после шифрования можно будет сразу воспользоваться созданным контейнером.

Если вы выбрали создание скрытого тома, VeraCrypt предложит пройти все те же шаги с выбора алгоритма шифрования и хеширования. Дело в том, что до этого момента мы настраивали шифрование для внешнего тома. Теперь нужно выполнить все то же самое уже для скрытого тома.

Заключение

Чтобы воспользоваться зашифрованным томом, на главном экране VeraCrypt выберите путь до нужного файла или устройства, нажмите “Смонтировать” и введите пароль и PIM.

Вот и все, вы восхитительны! Теперь никто не украдет ваши зашифрованные данные, если вы сами не выдадите доступы.

Обязательно зашифруйте такие данные. Усложните жизнь тем, кто захочет использовать вашу же информацию против вас.

В этой статье мы рассмотрели 7 популярных программ для для шифрования файлов, контейнеров и томов, для шифрования данных в облаке и электронной почте.

1. VeraCrypt
2. GPG
3. ZuluCrypt
4. Dexios
5. BitLocker
6. SiriKali
7. AxCrypt

VeraCrypt

VeraCrypt — бесплатное и открытое ПО для создания и управления зашифрованными томами данных. Можно шифровать как тома, так и отдельные диски. VeraCrypt — это преемник популярного TrueCrypt, который расширил функционал предшественника.

Программа по умолчанию использует стандарт шифрования AES — Advanced Encryption Standard. Он был выбран как самый надежный по результатам конкурса Национального института стандартов и технологий (NIST) в 2001 году. VeraCrypt использует AES в режиме XTS для защиты данных.

Кроме того, VeraCrypt использует протоколы Twofish и Serpent. Это альтернативные алгоритмы шифрования, которые можно выбрать при создании зашифрованного тома.

• ОС: Windows, Linux, macOS.
• Цена: бесплатно.

GPG

GPG или Gnu Privacy Guard — это бесплатная и открытая программа для шифрования данных и электронной подписи. Она использует асимметричное шифрование и позволяет защитить спектр данных от файлов до электронной почты.

Не путать с PGP!

GPG использует асимметричные ключи для шифрования. У пользователя есть пара ключей: открытый и закрытый. Открытый ключ используется для шифрования данных, и только закрытый ключ может расшифровать данные.

GPG не так прост в настройке: может потребоваться время из-за сложности настройки ключей и процессов шифрования.

• ОС: Windows, Linux, macOS, BSD.
• Цена: бесплатно.

ZuluCrypt

ZuluCrypt позволяет шифровать диски и устройства под Linux, BSD и другими UNIX-системами. В ZuluCrypt можно создавать и монтировать зашифрованные тома.

ZuluCrypt по умолчанию поддерживает стандарт шифрования LUKS, но в нем также можно использовать контейнеры TrueCrypt и VeraCrypt.

• ОС: Linux.
• Цена: бесплатно.

Dexios

Dexios — быстрый, безопасный и открытый инструмент шифрования при помощи командной строки. Он написан на языке Rust и обеспечивает безопасность, производительность и удобство.

Также Dexios можно использовать для шифрования файлов перед загрузкой файлов в облако.

Стандартный алгоритм шифрования в Dexios — AEAD (XChaCha20-Poly1305 + AES-256-GCM).

• ОС: Windows, Linux, Android.
• Цена: бесплатно.

BitLocker

BitLocker — программа для шифрования дисков в составе Windows. Она позволяет шифровать целые дисковые тома для защиты данных от несанкционированного доступа.

BitLocker использует алгоритм шифрования AES (Advanced Encryption Standard) в нескольких режимах, включая AES-CBC (Cipher Block Chaining) и AES-XTS (XEX-based Tweaked CodeBook Mode with CipherText Stealing).

• ОС: Windows.
• Цена: бесплатно, но поставляется только с Windows.

SiriKali

SiriKali — это GUI для использования разных средств шифрования, совместимых с crypsetup и TrueCrypt. Он используется в Linux как универсальный швейцарский нож, который позволяет работать с зашифрованными контейнерами и томами в системах Linux.

SiriKali интегрируется с несколькими средствами шифрования, среди которых LUKS, CryFS, EncFS и TrueCrypt/VeraCrypt.

Для защиты данных используются алгоритмы AES, Twofish, Serpent и другие.

• ОС: Windows, Linux, macOS.
• Цена: бесплатно.

AxCrypt

AxCrypt — платная программа для шифрования файлов на компьютере.

AxCrypt использует симметричное шифрование с использованием алгоритма AES и обеспечивает высокий уровень защиты данных путем использования блочного шифрования с размером блока 128 бит и ключей размером 128, 192 или 256 бит. AxCrypt также позволяет шифровать данные в облаке.

Обратите внимание, что AxCrypt использует только симметричное шифрование. Это значит, что для шифрования и дешифровки используется один и тот же ключ.

• ОС: Windows, Linux, macOS, iOS, Android, Windows Phone.
• Цена: от $0.83 в месяц.

Заключение

Выбор подходящей программы для шифрования данных — важный шаг в защите конфиденциальной информации. От того, какие стандарты шифрования данных (AES, Serpent и Twofish) и алгоритмы шифрования они используют, зависит эффективность защиты данных.

При правильном использовании программ и хранении ключей, любой софт из этой подборки сможет обеспечить надежную защиту важных данных.

Мы не расстроимся, если вы будете гуглить себе подсказки и использовать специальные калькуляторы: это всё-таки приключение, а не нудный экзамен.

Владелец NFT выставляет лот на аукционе и устанавливает для него первоначальную цену. Когда пользователи делают ставки, цена NFT растёт. Продавец также может снизить или повысить цену лота вручную исходя из его востребованности и популярности. Постоянное изменение цены создаёт проблему: чтобы выполнить свои обязательства перед пользователями и оставаться платежеспособной, платформа должна каким-то способом поддерживать необходимый объём активов и обеспечивать высокую ликвидность.

Существует несколько решений проблемы обеспечения ликвидности. В этой статье я сосредоточусь на одном из них, а именно — на построении протоколов по обмену и продаже NFT, основанных на принципах автоматического маркет-мейкера (АММ).

Одним из первых создателей такого протокола стал Sudoswap — лидирующий по количеству пользователей и уровню ликвидности NFT-маркетплейс, запущенный в конце июля 2022 года. На его примере мы рассмотрим, как АММ-протокол обеспечивает NFT высокую ликвидность. Меня зовут Роман Ярлыков, я разработчик смарт-контрактов компании MetaLamp, ко мне — на «ты» . Поехали!

• О протоколе Sudoswap
• Как формируются цены?
• Мультисвопы
• Sweep Mode
• А что с комиссиями?
• Параметры создания пула
• Обычный обмен
• Надежный обмен
• Их сравнение на практике
• Свопы NFT<>NFT
• Подведем итоги

О протоколе Sudoswap

Основатель Sudoswap— анонимный разработчик, широко известный вкриптосообществе благодаря своей коллекции NFT, сгенерированнойИИ, под названием 0Xmons.

При мысли об известных в DeFi-вселенной AMM-протоколах типа Uniswap или Balancer в голове возникают сложные механизмы, обилие математических формул и различных графиков в white paper.

Sudoswap ломает привычное представление о подробном мануале криптопроекта. Свой white paper создатель платформы называет litepaper, и в этом документе всего три страницы текста, написанного понятным обывателю языком, поэтому разобраться в нём несложно.

Технология АММ-протокола Sudoswap также проста и понятна. Как и на других DEX, она представляет собой смарт-контракты, которые автоматически поддерживают ликвидность в пулах с помощью специального алгоритма.

Главное отличие платформы от других NFT-маркетплейсов в том, что пулы ликвидности, которые она использует, индивидуальные, а не общие. Это значит, что у каждого пула есть только один конкретный владелец (поэтому не нужны LP-токены, т.е токены доли владения в пуле) и один конкретный смарт-контракт. Юзер, он же трейдер, может создавать сколько угодно пулов, это могут быть как односторонние пулы, так и знакомые нам по Uniswap пулы с двумя активами.

Пулы делятся на три категории:

1. Token. Даёт возможность купить NFT (за ETH или ERC20). Если у вас есть несколько NFT из определённой коллекции, вы создаете пул, где можно купить эти NFT за эфир;
2. NFT. Продажа NFT (за ETH или ERC20). Этот тип пула даёт возможность только продать свой NFT;
3. Trade. Отвечает за обмен NFT на токен (покупка и продажа). В такой пул заливаются и NFT, и токены, за которые они продаются; соответственно можно как купить NFT, так и продать. Easy as pie.

Как формируются цены?

Перейдём к применению АММ в кривых ценообразования — формулах, определяющих соотношение цен между активами. Протокол предлагает несколько кривых связывания цен на выбор: Linear curve, Exponential curve и Concentrated XYK curve. При создании пула трейдер указывает его параметры, в их числе — выбранную кривую плюс так называемую дельта (delta).

Поясню на примере c линейной кривой, как это работает. Рассмотрим пример ценообразования без учета комиссии:

Создаем пул NFT/ETH с ценой 1NFT за 1ETH и закидываем туда 5 NFT. Устанавливаем дельту 0.1 ETH, — это увеличит цену всех NFT из пула в случае покупки одного из них. Цена изменится на величину дельты — 0.1 ETH, то есть 4 оставшиеся NFT теперь стоят 1.1 ETH. При следующей покупке три оставшиеся будут стоить уже 1.2 ETH и т.д. В случае продажи NFT в пул цена каждый раз будет снижаться на величину дельты. То есть, после продажи одного NFT в пул, где осталось три NFT по цене 1.2 ETH, их станет 4 штуки по цене 1.1 ETH. Супер изи.

Экспоненциальная кривая работает по такому же принципу, только в этом случае дельта служит процентом, на который увеличивается и уменьшается цена.

Например, поставщик ликвидности может создать пул NFT/ETH со стартовой ценой 2 ETH и delta = 50%. Цена NFT увеличится до 2 + 50% = 3 ETH после покупки одного NFT из пула. После покупки второго NFT цена увеличится до 3 + 50% = 4.5 ETH и так далее. В любой момент продажи NFT пулу цена будет разделена на 1.5.

Резюмируем. Линейная кривая отвечает за прибавление и убавление цены на величину дельты. Экспоненциальная — за прибавление на величину дельты в процентах от предыдущей цены.

Недавно в твиттере Sudoswap объявили о внедрении нового семейства кривых связывания — Concentrated XYK curve. Эти кривые позволят настроить параметр «Концентрация» для контроля глубины пула и величины проскальзывания.

Concentrated XYK curve по-своему воспроизводят концентрированную ликвидность Uniswap v3. Например, стартовая цена задаётся при создании пула; при этом концентрированную ликвидность сложно представить в индивидуальном пуле, поэтому кривая предлагает заполнить его виртуальными токенами.

Ничего не поняли? Я пока что тоже. Информацию о том, зачем нужно новое семейство кривых на момент написания статьи можно почерпнуть лишь в паре твитов. Нет даже формул, так что единственный способ понять, как они работают — это разбирать код контрактов. Ах да, ещё есть два графика, которые напоминают игру «найди пять отличий»:

Мультисвопы

Функционал «мультисвоп» дает пользователю возможность покупать или продавать несколько NFT за одну своп-транзакцию. При мультисвопе значение spotPrice (цена в данный момент времени) будет обновлять delta для каждого купленного или проданного NFT.

Предположим, у нас есть сделка NFT — ETH со значением spotPrice 1 ETH, и линейная кривая со значением delta 0.1 ETH (в примере не будем учитывать комиссию).

Если пользователь продаст 5 NFT этой паре, он получит:

• 1 ETH за первый NFT
• 0.9 ETH за второй NFT
• 0.8 ETH за третий NFT
• 0.7 ETH за четвертый NFT
• 0.6 ETH за пятый NFT

По окончании мультисвопа новый spotPrice будет установлен на 0.5 ETH.

Sweep Mode

Sweep Mode — это фича, которая помогает совершить более выгодную сделку при покупке нескольких NFT из коллекции. Данный режим используется для поиска лучшей комбинации при покупке NFT.

Например, мы хотим купить 10 NFT из определённой коллекции со значением spotPrice 1ETH. Мы помним о кривой ценообразования: цена NFT будет увеличиваться после каждой сделки, — таким образом, кажется, выполнить условие покупки не удастся. В этом случае и пригодится Sweep Mode. В этом режиме протокол позволяет искать NFT с нужным значением в других пулах, и приобрести все 10 NFT из нужной коллекции в разных пулах по желаемой цене 1ETH.

Протокол применит тот же принцип при продаже NFT и постарается сбыть их в разные пулы по наиболее высоким ценам.

А что с комиссиями?

На централизованных маркетплейсах покупатели обычно платят комиссию платформы в размере 2.5% + % роялти (как правило 5 или 10%), таким образом общая комиссия достигает 12.5%. В Sudoswap действует комиссия в размере 0.5% — и никаких роялти. Отсутствие роялти стало предметом пламенных дебатов в твиттере; пользователи разделились на два лагеря и дискутировали о том, должны ли создатели получать гонорары за свои работы.

Правда состоит в том, что трейдерам выгодно отсутствие роялти, поэтому вряд ли они будут думать о морали. К тому же основатель платформы 0xmons писал в своем блоге, что рассчитывает на «китов», которые придут торговать большими объёмами, — а для них размер комиссии может стать решающим в выборе платформы.

Параметры создания пула

Контракт Sudoswap LSSVMPairFactory отвечает за создание новых пулов (называемых «парами»). Каждый пул представляет собой контракт с именем LSSVMPair, который принадлежит создателю пула и создаётся с настраиваемыми параметрами, — такими как тип пары (Token, NFT, Trade), тип кривой связи (линейная, экспоненциальная и концентрированная), спотовая цена, дельта и т.д. Затем эти пары можно отслеживать на предмет их активов и цен (полученных с помощью вызова «getBuyNFTQuote»).

Ниже — все параметры, передаваемые при создании пула:

После создания пула овнер сможет изменить spotPrice, delta и fee.

При обмене токенов на NFT пользователи могут указать, какие идентификаторы NFT они хотят получить от каждой пары или запросить любой идентификатор из пары. При переключении с NFT на токены или с токенов на NFT LSSVMRouter существует два типа свопов: обычный обмен и надёжный обмен.

Обычный обмен

Концептуально напоминает обмен токенов на других DEX. Пользователь отправляет роутеру максимальную сумму ввода или минимальную сумму вывода (т. е. разрешенное проскальзывание), а также маршрут обмена и крайний срок. Затем маршрутизатор переключается между различными указанными парами. В конце всех свопов маршрутизатор суммирует все токены, которые должны быть получены или отправлены, и возвращает значение, если общее количество превышает указанное пользователем проскальзывание.

Иными словами, если недостаточно средств для покупки нескольких NFT по определённому маршруту, произойдёт откат транзакции.

Надёжный обмен

Надёжный своп, напротив, выполняет проверку проскальзывания для каждой своп-пары, а не совокупную проверку в конце. Если цена для указанной своп-пары превышает допустимое проскальзывание, маршрутизатор молча пропустит этот маршрут и перейдет к следующему без возвратов или ошибок.

Такой обмен подходит для ситуаций, в которых цена быстро меняется между отправкой транзакции и её исполнением. Если цена лота выросла за время отправления транзакции, пользователь в любом случае купит несколько NFT — в том количестве, на которое хватает отправленной суммы. Если останется сдача, маршрутизатор вернёт её пользователю.

Сравнение типов обмена на практике

Рассмотрим разницу между этими типами свопов на следующем примере.

Допустим, есть две пары для NFT и ETH. Первая пара имеет спотовую цену 1 ETH и линейную кривую с дельтой 0.1 ETH. Вторая пара имеет спотовую цену 1 ETH и линейную кривую с дельтой 1 ETH.

Пользователь Боб желает приобрести NFT, по одному из каждого пула за 1 ETH каждый, с проскальзыванием 10%. Боб отправляет своп-транзакцию. Прежде чем транзакция будет выполнена, пользователь Алиса покупает 1 NFT из каждого пула за 1 ETH каждый. Новая спотовая цена для первой пары составляет 1.1 ETH, а для второй пары — 2 ETH.

В случае отправки обычного свопа, Боб отправляет 2.2 ETH (2 ETH + 0.2 ETH для покрытия дополнительного 10% проскальзывания), — и транзакция завершается неудачей, поскольку он отправляет достаточно ETH, чтобы покрыть первый своп на новую цену 1.1 ETH, но недостаточно, чтобы покрыть второй своп в 2 ETH.

Если же Боб сделает надёжный обмен, он также отправит 2.2 ETH, но с максимальной стоимостью обмена 1.1 ETH. У маршрутизатора будет достаточно средств, чтобы покрыть первый своп в 1.1 ETH. Затем, увидев, что второй обмен стоит 2 ETH, маршрутизатор полностью пропустит эту пару. Транзакция завершится успешно, пользователю будет возвращено 1.1 ETH, а также отправлен один NFT, который он купил за 1.1 ETH.

Надёжные свопы улучшают взаимодействие с пользователем при более высокой волатильности за счёт увеличения количества газа.

Свопы NFT<>NFT

Важная особенность протокола — это возможность напрямую обменивать NFT на NFT («Невзаимозаменяемый», — говорили они). Как и в случае других обменов на платформе, пользователи могут либо указать конкретные идентификаторы NFT из пары, либо запросить любой идентификатор NFT. Поддерживается обмен NFT на токены, а затем токены на другие NFT в одной транзакции с помощью роутера.

Ограничения и минусы

• Пулы ликвидности в Sudoswap независимы друг от друга; это и преимущество, и недостаток одновременно. Несмотря на то, что роутинг даёт возможность взаимодействовать сразу с множеством таких пулов, это не позволяет достичь той концентрации ликвидности, которую мы можем видеть в классических DEX.
• Пользователи всегда продают свои NFT мгновенно, если для этой коллекции есть пулы ликвидности. Если же NFT из разряда редких и уникальных, то его невыгодно продавать на такой площадке, ведь не существует пулов с редкими NFT по одной цене. Возможности проведения аукциона на Sudoswap тоже нет.
• Площадка также невыгодна тем, кто зарабатывает на роялти. Децентрализованные маркетплейсы не платят их и не предлагают им альтернативы. Напомню, что роялти — это в первую очередь соглашение между сообществом и создателями контента, маркетплейсы не обязаны их выплачивать, в контрактах они не зашиты, при обычной продаже p2p роялти никогда не списывались (как и комиссия маркетплейса).

Подведём итоги

Важные факты о том, как устроен АММ применимо к NFT:

• Есть односторонние и двойные пулы.
• У пула только один владелец.
• Владелец же устанавливает цены и определяет параметры изменения цены.
• Цена в пуле одинакова для всех токенов NFT, но меняется с продажей каждого токена.
• За изменение цены отвечает линейная, экспоненциальная и концентрированная кривая, которые корректируются дельтой. Чем больше актив из пула покупается тем он дороже и наоборот.
• При создании пула с одним активом его можно либо купить, либо продать, и нельзя обменять.
• Обмены могут выполнятся как токен на NFT, так и NFT на NFT. Можно строить маршруты обменов как в классических DEX, сами пулы агрегируются протоколом и позволяют осуществлять торговлю между пулами.
• Протокол AMM позволяет мгновенно купить, продать или обменять NFT. Протокол вносит большой вклад в увеличение ликвидности NFT-рынка, а также привлекает низкими комиссиями.

Это лишь поверхностный обзор основных возможностей AMM-NFT на примере одного протокола. Я описал далеко не весь функционал платформы; она развивается и постоянно добавляется что-то новое. При этом в мире DeFi существуют и другие протоколы, которые уже сегодня предлагают более широкий функционал и возможности.

Я бы назвал технологию АММ как минимум большими переменами, и как максимум — революцией в мире NFT-маркетплейсов. АММ позволяет легче управлять большими коллекциями, увеличивает общую ликвидность, снижает волатильность на этом рынке, а также ставит под вопрос существование роялти и двигает рынок к созданию других подходов к торговле NFT.

Но это неважно. Важен пожар внутри тебя. Я бы хотел рассказать тебе историю моего необычного развития в IT, и то, куда меня ведёт пожар, горящий внутри меня. Я бы хотел рассказать тебе, на какие грабли я наступал, какие инструменты выбирал и какие уроки выучил на этом необычном и трудном пути.

Программирование для меня — просто хобби, которое я считаю одной из главных частей своей жизни. Сейчас я разрабатываю как для себя, так и для других, крошечную свободную программу для шифрования файлов, которой пользуюсь сам просто от того, что меня не устраивают все остальные.

Первые трояны

Первый компьютер мне купили в 2007 году, когда я учился в 8 классе. Я обожаю компьютерные игры и сейчас в них тоже играю. Первыми же моими играми были Painkiller и S.T.A.L.K.E.R. Но ещё мне было интересно, как работает компьютер, что он может и чего не может.

Я мог бы начать изучение операционных систем и языка программирования Pascal, как все нормальные школьники, но меня слишком вдохновляли истории взломов, совершенных такими звездами компьютерного андеграунда, как Кевин Митник, Адриан Ламо, Джонатан Джеймс и т.д. В их руках я видел почти безграничную, свирепую, непобедимую власть, которую они обрели лишь терпением, желанием и опытом. Я считал их полубогами и хотел быть подобным им. Я был восхищен тем, как простые люди могут нажать пару клавиш и обрушить что-нибудь, да так, что мир вздрогнет.

В один из дней моей юности я открыл Internet Explorer, зашёл на Яндекс и ввел самый глупый запрос: «как создать вирус».

В интернете того времени была масса инструкций, следуя которым можно было создать почти всё, начиная от троянов и заканчивая бестелесными полиморфными сетевыми червями, вроде Code Red или SQL Slammer. После прочтения массы сомнительных и околокриминальных источников с подозрительной рекламой эротического и мошеннического содержания я решил начать с написания .bat троянов, потому что это было легче всего.

Интерпретатор командной строки Windows XP, которой я тогда пользовался, позволял считывать команды прямо из файлов с расширением .bat. Я написал несколько троянов, один из которых прописывал себя в автозагрузку операционной системы и постоянно перезагружал компьютер. Я казался себе гуру, суперхакером, чуть ли не вершителем судеб, и тот огонь, вспыхнувший во мне от понимания того, на что я способен, не погас до сих пор. Я понял, что создание программы для компьютера — это не спорт, где нужны годы тренировок, и не искусство, требующее вдохновения и многолетнего опыта.

Если архитектор везде натыкается на материальные преграды вроде стоимости строительных материалов, то создатель программ — только на ограниченность своего ума, не считая стоимости компьютера. Смог я — сможет любой. Предела нет.

Позже я узнал про языки программирования, какими они бывают и зачем используются. Я узнал, что существует целый зоопарк операционных систем, и Windows XP — только одна из них. Я прочитал, что такое троян, червь, вирус, исходный код, дизассемблер, firewall, эксплойт, ФСБ, обыск и т.д. Со временем что-то во мне изменилось и я задумался, а смогу ли я создать что-нибудь по-настоящему полезное. Скачав первую попавшуюся пиратскую версию среды быстрой разработки приложений Delphi 7, о которой я узнал на одном из тех нехороших сайтов, я начал пробовать писать программы.

Первая программа

Первой разработанной мной программой была, насколько я помню, консольная программа для шифрования файла по паролю. Она открывала файл на чтение/запись, из которого читались данные, ксорились с паролем и записывались обратно в файл. Программа была написана так, что её исходный код лучше не видеть никому и никогда, чтобы просто не стать седым. Вот пример кода, который там реально был:

Уже и не помню, сколько файлов я испортил, пытаясь довести программу до ума. В итоге xor (сложение по модулю два) был выброшен на свалку, а выбран был алгоритм шифрования DES. Но со временем программа стала настолько сложной, что я уже сам не мог сказать, что и как в ней работает. И это в моей программе! Но меня ожидал хороший итог.

Хороший, потому что я понял свою ошибку — я не прочитал, как не надо делать, потому что это просто не пришло в голову. Мне даже не было дела до того, что до меня такие идиотские ошибки уже делали тысячи и тысячи людей! Я был невероятно некомпетентен!

Излазив сотни сайтов, я узнал про алгоритмы шифрования, какими они бывают, что такое режим шифрования и чем собственно плохи алгоритм DES и режим ECB (режим электронной кодовой книги), что такое перебор пароля, перебор ключа, криптоанализ, USA NSA и т.д. Но информации всё равно было мало, и мало настолько, что я был зол.

Как это так? В мире полно криптографических программ, а как их правильно разрабатывать, на форумах никто не знает? Да не может такого быть, думал я. Как оказалось, ещё как может.

Первый взлом программы

Первой книгой по информационной безопасности, которую я прочёл, была пиратская версия книги Криса Касперски «Техника и философия хакерских атак». Я не просто её прочел, я её «проглотил». Найдя для себя хорошего кумира, я стал читать его книги и статьи. Я прочел «Записки исследователя компьютерных вирусов», «Компьютерные вирусы изнутри и снаружи», статьи вроде «Какие следы ты оставил после себя» и т.д.

Я начал понемногу учить язык ассемблера для процессора x86, с которым познакомился благодаря отладчику уровня пользователя OllyDbg и дизассемблеру IDA Pro, который использовал в своей книге Крис. Всё, разумеется, было пиратским: и Windows XP, и IDA Pro, и всё остальное. Мне было неловко от того, что другие умеют делать из лицензионных программ пиратские, а я не умею. Я думал, что Кевин Митник уж точно знает, как взламывать программы, и захотел уметь так же.

Первый crackme (программа, созданная специально, чтобы быть взломанной) я взломал где-то за один час. Потом я взломал ещё один crackme, и ещё один, и ещё. Так я дошёл до того, что теперь мог редактировать собственноручно разработанные программы, к чему успешно перешёл. С помощью пиратской версии программы WinHex я редактировал свои программы и смотрел, что будет. Я менял значения констант, команду ADD (сложение) на команду SUB (вычитание), превращал циклы с условием в бесконечные циклы, а условные переходы JE (перейти, если равенство) в безусловные JMP.

Когда я перешёл от взломов к программированию на языке ассемблера, я написал программу, которая меняла команду ADD на SUB прямо во время исполнения, а позже процессор выполнял изменённые команды. Я понял, что теперь могу написать любую программу. Чтобы узнать, что делает такая программа, её было мало прочитать, её нужно было именно запустить. Так я открыл для себя трассировку программ (выполнение программы по одной команде).

Это было волшебно! Я могу, и могу такое! Ай да я, ай да мамин суперхакер, думал я.

Позже, поверив в себя, расправив плечи и надев чёрные очки, я начал творить то, что могло стоить мне свободы. Я решил перейти на сетевой уровень IT, но используя для этого не учебники информатики, а статьи и книги того же Криса Касперски. Я узнал, что существуют протоколы связи программ друг с другом, такие как HTTP, FTP, SMTP, POP3, как взламывают компьютеры по сети, что такое переполнение буфера в стеке с перезаписью адреса возврата, что такое «куча», DDoS атака и т.д.

На всё тех же сомнительных сайтах с нехорошей рекламой я многое прочёл про сетевые взломы, эксплойты, программы для перебора паролей, уязвимости и т.д. Я думал, что вот-вот взломаю весь мир и поставлю на колени плачущего директора ЦРУ. Я думал.

В процессе прочтения и попутного обучения огонёк во мне снова вспыхнул. Я снова пошёл по темной дорожке старых, восхищавших меня в самом начале пути полузаконных людей. В ночь с субботы на воскресенье, когда я пытался подобрать пароль к одному из FTP-серверов с помощью скачанной из интернета программы для перебора паролей, даже не зная, в какой стране находится сервер и зачем мне вообще к нему доступ, на домашний телефон позвонил неизвестный. Голос в трубке, искажённый ужасными помехами, спросил:

— Здравствуйте, вы дома пользуетесь интернетом?

— Ээээ… Да. А вы от какого-то провайдера звоните? — спросил я, и посмотрел на настенные часы, которые показывали 04:30 утра.

— Ээээ… Нет, — ответил голос в трубке и мы оба замолчали. Я первый раз в жизни услышал то, что теперь зову «ехидным молчанием», которое ужасно меня напугало! Мне показалось, что бетонные стены квартиры начали сжимать меня! Вдруг я понял, что рекламировать свои услуги ни один провайдер в выходной день, тем более в половине пятого утра, не будет. После ехидного молчания со стороны собеседника я повесил трубку. Спустя два часа я уже ехал в деревню к бабушке на первой же электричке, пытаясь предугадать, какой же срок мне грозит.

Всё обошлось, но такого опыта я не пожелаю и врагу. Я понял, что есть люди гораздо умнее меня и отрезвлять умы они умеют ещё как. Простым звонком в четыре утра. И да, я не хочу знать, кто мне звонил.

Разработка собственных программ

Будучи испуганным, отрезвлённым и просветлённым, я быстро свернул обратно на светлую дорожку, начав думать, чего же мне ещё надо.

— Что я могу? О, точно. Мне нужна своя база данных, как в фильме про агентов ЦРУ.

Сказано – сделано.

Я написал её где-то за неделю, и да, я знаю, дизайнер из меня так себе. Программе нужно было название, данное в какой-нибудь крутой корпорации, и я придумал её — Plexus. Это не база данных, а система управления базой данных (СУБД), работающая с файлами Microsoft Access, поддерживающая шифрование AES-KSM-256, хеширование MD5 и SHA-1, смену пароля пользователя перешифрованием ключа шифрования записей в базе данных, смену изображения, уничтожение данных на диске и поиск по маске.

Режим шифрования KSM я придумал сам: это тот же самый режим ECB, в котором в качестве ключа шифрования следующего блока данных используется hash (контрольная сумма) ключа шифрования предыдущего блока. Программа устанавливалась на компьютер простым копированием файлов из архива, а мне хотелось чего-то настоящего, ТруЪ, и я написал для неё установщик. Позже, когда всё было готово, я вспомнил, что забыл записать «лицензионный» ключ для единственного установщика моей же программы, что заставило меня написать keygen.

Да, я написал генератор «лицензионных» ключей для собственной программы! А откуда, вы думали, разработчики программ берут лицензионные ключи, которые потом продают за 1500 рублей? У них есть свой keygen, а у меня его не было.

Я снова ощутил себя вершителем судеб, пока не нашёл на форумах информацию о том, что такие программы пишут студенты 3-4 курса технических ВУЗов.

Что? Студенты? Я не какой-то там студент! Я Криса Касперски читал!

Мне было мало, и я горел страстью! Мне нужно было творить, писать, создавать! Только ООН могла мне помешать вытворять то, что я хочу. И я написал в среде Delphi 7 целую базу данных различных программ. Например, программу для «склеивания» файлов, которую я написал, пытаясь создать собственный WinRar, что, кстати, не получилось. Пародия на Bourne Shell, за которую мне ужасно стыдно до сих пор.

Программа для вычисления контрольных сумм как файлов, так и текстов, была написана за один присест, трояны-шифровальщики (на самом деле, серьёзные вайперы), программы для создания больших изображений путем «склеивания» массы маленьких, патчеры бинарных файлов, файловые шредеры и даже простой чат с клиент-серверной архитектурой, поддержкой шифрования сообщений и поддержкой ника (сетевого имени). Ещё я написал аналог программы «Поиск» для Windows XP, но это уже в прошлом.

В конце концов, я изрядно устал. Мне казалось, что я написал вообще всё, что можно было написать. Мне стало скучно. Мне казалось, что писать программы — это несерьёзно. Я правда так думал!

Переход на язык Си и создание программы для шифрования файлов

Я задумался, смогу ли я написать ядро операционной системы, интернет-браузер, полиморфного многовекторного червя с функционалом анонимного удалённого управления, сайт вроде “ВКонтакте”? Ответ был: нет. И я обратил внимание на язык программирования, как мне казалось, более серьёзный, сильный, взрослый, круче, чем языки Object Pascal и Delphi. Это был язык Си.

Так я начал карабкаться на ступень, на которой уверенно стоят не просто школьники, перебирающие пароли к чужим серверам, а настоящие титаны инженерной мысли мира IT вроде Эрика Реймонда, Ричарда Столлмана и Линуса Торвальдса. Как оказалось, то, что я делал раньше, скорее всего, делали и они. Но сейчас для них это просто мелочь, недостойная внимания.

Писать программы можно научиться за короткое время, но нельзя за короткое время научиться думать точно.

Я даже не знал, что это такое — думать точно. Я даже не думал! Я просто делал и всё. Как карта ляжет. Изучение языка Си открыло мне глаза на настоящее программирование. Я поставил GNU/Linux Debian рядом с уже сотни раз переустановленной Windows XP, установил gcc, cppcheck, Kate и начал постигать самую серьёзную, на мой взгляд, ступень программирования.

Я узнал, что такое динамическое выделение памяти, как устроены языки программирования и чем они отличаются, что такое типизация, указатели и их арифметика, как компилятор превращает исходные тексты в ассемблерный лист и позже собирает из него бинарный файл.

Я понял, почему я устал, почему исписался. Мне не хватало настоящего хардкора, если хотите, Мужъского ТруЪ. Я понял, что в течение нескольких лет я занимался учебными стрельбами, а не реальными баталиями.

Я решил вернуться к своей первой задумке, а именно программе для шифрования файлов. К тому времени я уже перепробовал массу программ для шифрования файлов и удовлетворить мои потребности смогла только GnuPG. Но зачем так сложно? Делать нужно просто, будто для дураков. Первое, что я сделал, это поставил задачу.

Нужно зашифровать файл так, чтобы никто, даже директор ЦРУ, никогда не получил открытый текст, не зная пароля или не имея доступа к ключевому файлу. Пароль же перебрать нельзя, а если и можно, то ждать придётся неисчислимое количество времени. Взлом шифротекста методами криптоанализа должен быть невозможен в принципе.

Задача казалась непосильной, но позже стала тривиальной. Я более или менее изучил язык Си и начал писать ту самую неповторимую программу, которую писал когда-то. Я сразу понял, увидел, что должно получиться.

Меня как будто осенило — старая версия программы была просто не моего уровня.

Я вдруг чётко стал видеть путь и инструменты, которые нужно использовать, чтобы получить максимум, приложив минимум усилий. Но заразился страшной болезнью, которой страдают все программисты, переходя на новый, продвинутый уровень: Сишностью.

Я больше не могу видеть свой старый код. Меня от него трясет и корёжит. Правда. Я считаю, что следующий код хорош, но любой другой просто шлак, даже мой, что заставляет меня писать аккуратно, как будто я программирую ракету для миссии на Нептун! Что со мной? Все нормально. Просто, я расту над собой. Если ты новичок, тебя ждёт то же самое. Всех ждёт!

Первой прочитанной научной книгой стала пиратская версия книги Брюса Шнайера «Прикладная криптография», которую «проглотить» оказалось не так просто. Она оказалась мне не по зубам, и начался тяжёлый подъем в гору просветления.

«Криптография бывает двух типов: криптография, которая помешает читать ваши файлы вашей младшей сестре, и криптография, которая помешает читать ваши файлы людям из правительства».
«Прикладная криптография», Брюс Шнайер.

Я медленно, но верно изучил алгоритмы шифрования, выбрав пять наиболее понравившихся мне, а позже выбрав шестой, Twofish, режимы шифрования, выбрав в итоге CFB (режим обратной связи по шифротексту), за что спасибо учёным, авторам статьи на сайте одного белорусского ВУЗа. Я выбрал всё лучшее на тот момент, но не прочитал главного — как делать не надо. Снова.

Как оказалось, защита информации — это целая наука, и я думаю, что успешно поднимаюсь на эту ступень, хоть и маленькими шажками. Следующей книгой Шнайера, изученной мной, стала пиратская версия книги «Секреты и ложь: безопасность данных в цифровом мире».

После её прочтения я понял: безопасность — это процесс, а не инструмент. Дело не в винтовке, дело в профессионализме стрелка. Я понял. Я — плохой стрелок. Это и было ключом ко всему — познать границы своей компетентности и, увидев пятна незнания, взять их штурмом желания, терпения и опыта. Одно пятно за другим.

Сейчас разрабатываемую и поддерживаемую мной программу я использую сам для шифрования файлов размером до 2 ГБ включительно. Мне больше и не надо. Программа свободна и использовать ее может кто угодно и для чего угодно.

Пароль, из которого генерируются ключи шифрования, действительно не перебрать на компьютерах не то что сегодняшнего дня (2021 года), а, скорее всего, вообще никогда. Криптоанализ шифротекстов, насколько я могу судить, неэффективен.

Единственный шанс получить открытый текст из шифротекста без знания пароля — это украсть открытый текст до шифрования. Как и у WinRar, копию которого я когда-то безуспешно пытался написать. Размер самой программы, точнее, её консольной версии, около 90 КБ, графической версии — около 480 КБ.

Такие малютки, но столько мощи! Сегодня такие программы уже не пишут. Ну разве что ребята из проекта GNU. Я действительно горжусь тем, что создал, пройдя по-настоящему тяжёлый и долгий путь. Мне ещё многому предстоит научиться, многое сделать, но я чётко вижу, куда идти и что нужно делать, а, главное, знаю, как не надо делать.

Я сделал это. Сделаешь и ты. Главное, подогревать в себе огонь тем, что по-настоящему разжигает страсть!

Хотите попробовать свои силы и попрактиковаться в искусстве дешифрации — разгадайте эти пять фраз, зашифрованных разными старинными способами. Для их успешной разгадки достаточно использовать логику и здравый смысл.

К каждому шифру дано три подсказки. Если вы зашли в тупик — открывайте подсказки по очереди. Каждая из из них предоставит вам новую информацию об использованном шифре. Иногда даже название шифра помогает в его разгадке.

Разгадки — исходные текстовые сообщения — приведены в виде QR-кодов. Чтобы их посмотреть, можно использовать любую программу для получения текста из QR-кода.

При расшифровке учитывайте следующее:

• Для упрощения используем русский алфавит, состоящий из 32 букв — без буквы Ё.
• Во всех зашифрованных фразах отсутствуют знаки препинания.

Шифр 1

ПЛМДО ОИИАМ ЛПСМП ЕРТЕИ ТОАШЛ УГИАЯ МРНЕТ ЫАОТО СМГКР

Ответ:

Шифр 2

ЭРБВЮПЙШЩ ЯАЮУАРЬЬШБВ ТБХУФР ЯАХТАРВШВ СРУГ Т ДШЗГ

Ответ:

Шифр 3

КЭ ОЛЯВЦЭКЕЕ ДЭЗЭДФЕЗ АНЛЙЗЛ АЛЯЛНЕИ ЯЭГКШВ РЙКШВ ЯВЦЕ МНЛ МЛОИВБКЕЖ НВИЕД

Ответ:

Шифр 4

ВБ ЖБ ДА ЕВ ЖБ АВ ЖБ АГ АБ ББ ЖА АА ГБ ДГ ЗВ ВВ ЖБ ЕБ ЕА АВ АА БА ЖБ ВВ АА ЕА ВВ

Ответ:

Шифр 5

ТЯЗЧ РСОНЯТСЭЖЧХЧ ШЯЫЯИ ТЯОНСФГХС ОМПСЭД ИНС ЛСПУМФЧПМБН НЪКТЧИЪОХЧЪ ШЯЫЯТЧА РПЧ РСУСЖЧ ЩЪОНСЭ Ч УДИЯТЧА

Ответ:

Если хотите больше узнать о разных способах защиты информации, посмотрите нашу статью про 10 популярных кодов и шифров.

Примечание Вы читаете улучшенную версию некогда выпущенной нами статьи.

1. Популярные шифры
2. Полиморфизм
3. Распространённые алгоритмы
4. Виды алгоритмов
5. Квантовая криптография

Задачи, которые решает криптография:

• Конфиденциальность  —  когда нужно передать данные так, чтобы человек, перехвативший зашифрованное сообщение, не смог узнать его содержание.
• Аутентификация  —  получатель сообщения хочет быть уверен, что оно пришло от определённой стороны, а не от кого-либо ещё.
• Целостность  —  получатель сообщения хочет доказательства того, что оно не было изменено третьей стороной.
• Отказ от ответственности — предотвратить отказ автора за создание или отправку сообщения.

Популярные шифры

Чтобы понять основы шифрования, необходимо обратиться к популярным примерам.

Квадрат Полибия

Квадрат Полибия — шифр простой замены. В данном примере будет использоваться двумерная матрица 6х6, содержащая заглавные буквы алфавита и цифры от 0 до 9:

С матрицей 6х6 (36 буквенно-цифровых знаков) мы можем начать замену. Например, буква «А» имеет адрес 1х1 или x=1, y=1. Эту запись можно упростить до 11. Другой пример: адрес буквы «N» будет 2х3 или x=2, y=3 или 23.

• Сообщение: ENCRYPT ME 2 DAY
• Шифротекст: 51–23–31–63–15–43–24 13–51 55 41–11–15

Шифр может сделать достаточно длинным и сложным, используя прописные буквы и специальные символы. Также повторение символов и написание алфавита вразброс может дать непредсказуемый результат, устойчивый для метода полного перебора.

Шифр Цезаря

Шифр Цезаря считается самым первым. Цезарь использовал его для кодирования сообщений своим генералам, чтобы враги из Римской Империи не смогли прочитать приказы при перехвате. Шифр Цезаря имеет элементарную форму шифрования, и сегодня его легко взломать: алфавит просто сдвигается вправо или влево. Разные значения сдвига приводят к разным результатам шифровки. Число сдвига — это число букв, на которое происходит смещение в одну из сторон, для создания шифротекста.

Пример использования шифра со сдвигом влево на 3:

• Сообщение: ENCRYPT ME
• Шифротекст: HQFUBSW PH

Шифротекст выше может быть легко взломан методом полного перебора, который заключается в сдвиге в одну из сторон на одну позицию, пока не получится какое-то смысловое сообщение.

Прим. пер. Существует более простой способ взлома шифра Цезаря — частотный анализ. Он заключается в подсчёте частоты встреч каждого символа в любом обычном тексте и в шифротексте. Потом символы с похожими частотами заменяются. Например, если в шифротексте чаще всего встречается буква «T», то она заменяется на букву «Е» для английского алфавита. Этот способ действует только для текстов свыше 300 символов.

Квадрат Виженера

Это усовершенствованный шифр Цезаря с разными значениями сдвига. Например, к первой букве сообщения применяется преобразование ROT5, ко второй — ROT16, etc.

Также у нас есть статья, из которой вы узнаете о самых популярных кодах и шифрах.

Полиморфизм

Основы шифрования и криптографии включают в себя полиморфизм. Это более продвинутая практика в криптографии и часто используется в техниках компьютерного шифрования. Такая техника, которая самостоятельно модифицирует криптоалгоритм после каждого выполнения, и на каждой итерации получаются разные результаты. Если понадобится зашифровать одну и ту же информацию два раза, то алгоритм выдаст разные шифротексты.

Распространённые алгоритмы

Сегодня шифры используют алгоритмы либо с секретным, либо с публичным ключом. В шифрах с закрытым ключом используется единственный ключ, которым обмениваются стороны. Такой ключ или шифр также называют симметричным.

В 1949 году Клод Шеннон из Bell Laboratories опубликовал фундаментальную теорию, положившую начало симметричному шифрованию, а десятилетия эволюции принесли примеры высокого качества. Однако только в 1975 году мощный алгоритм с закрытым ключом DES стал доступен для общего пользования.

Шифрование с помощью открытого ключа или асимметричное шифрование также возникло в середине 1970-х. Асимметричные шифры используют пару ключей — открытый, им делятся с другими людьми, и соответствующий ему закрытый, пользователь должен хранить его в секрете от других.

Стойкость шифровального алгоритма зависит от трёх важных факторов:

• Инфраструктура  —  если криптография встроена в ПО, то самым слабым звеном будет среда выполнения этого ПО.
• Длина ключа — практичный шифр должен использовать такую длину ключа, при которой полный перебор будет нецелесообразным.
• Качество алгоритма — ошибки шифрования могут ускорить процесс взлома для злоумышленников.

Виды алгоритмов

DES выдержал испытание временем и вошёл в основы криптографии. После четверти века исследований учёным удалось найти несколько спекулятивных атак, которые в конечном итоге не были столь эффективными, как метод полного перебора. Единственная реальная слабость DES-шифра — маленькая длина ключа в 56 бит.

Triple DES (3DES)  — модификация DES, позволяющая увеличить длину ключа до 112 или 168 бит.

AES  (Advanced Encryption Standard или Rijndael) поддерживает три длины ключа: 128, 192 и 256 бит. Использует 128-битный размер блоков. Считается стойким и используется по всему миру.

Так как DES был специально разработан для аппаратного обеспечения, то не было предусмотрено, чтобы он эффективно работал в ПО. NIST протестировал работу алгоритма AES в программной среде и разработал требования к хранению криптоматериала, чтобы гарантировать, что AES будет эффективно работать на C и Java, которые используются на рабочих станциях, а также в более ограниченных средах встроенных процессоров ARM и смарт-карт.

Архитектура AES основана на принципе, известном как замена и перестановка, и быстро работает как в программном, так и на аппаратном уровнях. В отличие от своего предшественника — DES, AES не использует сеть Фейстеля.

Длина ключа, используемого для шифрования AES, указывает на количество повторений раундов преобразования, которые преобразуют входной сигнал, называемый исходным текстом, а конечный вывод — шифротекстом. Число циклов повторения выглядит следующим образом:

• 10 циклов повторения для 128-битных ключей;
• 12 циклов повторения для 192-битных ключей;
• 14 циклов повторения для 256-битных ключей.

Каждый раунд состоит из нескольких этапов обработки. Набор обратных повторений применяется для преобразования шифротекста в исходный текст с использованием того же самого ключа шифрования.

Квантовая криптография

Это уже не совсем основы криптографии, а более продвинутый уровень.

На приведённой диаграмме квантовое распределение ключей (протокол BB84), являющееся безопасным способом связи, который реализует криптографический протокол с участием компонентов квантовой механики. Он позволяет двум сторонам создавать общий закрытый ключ, известный только им.

Новое поколение криптографии будет основываться не на математике, а на физике. Учёные в области физики атомов и частиц уже вошли в мир основ криптографии и хотят использовать законы квантовой механики для отправки сообщений, которые невозможно взломать. Они основоположники новой науки — квантовой криптографии.

Что из этого получится — неизвестно, но уже сейчас можно прикинуть, какие сайты подпадут под запрет.

SHA-2 (Secure Hash Algorithm 2) — одно из самых популярных семейств алгоритмов хеширования. В этой статье мы разберём каждый шаг алгоритма SHA-256, принадлежащего к SHA-2, и покажем, как он работает на реальном примере.

Что такое хеш-функция?

Если вы хотите узнать больше о хеш-функциях, можете почитать Википедию. Но чтобы понять, о чём пойдёт речь, давайте вспомним три основные цели хеш-функции:

• обеспечить проверку целостности (неизменности) данных;
• принимать ввод любой длины и выводить результат фиксированной длины;
• необратимо изменить данные (ввод не может быть получен из вывода).

SHA-2 и SHA-256

SHA-2 — это семейство алгоритмов с общей идеей хеширования данных. SHA-256 устанавливает дополнительные константы, которые определяют поведение алгоритма SHA-2. Одной из таких констант является размер вывода. «256» и «512» относятся к соответствующим размерам выходных данных в битах.

Мы рассмотрим пример работы SHA-256.

SHA-256 «hello world». Шаг 1. Предварительная обработка

1. Преобразуем «hello world» в двоичный вид:

2. Добавим одну единицу:

3. Заполняем нулями до тех пор, пока данные не станут кратны 512 без последних 64 бит (в нашем случае 448 бит):

4. Добавим 64 бита в конец, где 64 бита — целое число с порядком байтов big-endian, обозначающее длину входных данных в двоичном виде. В нашем случае 88, в двоичном виде — «1011000».

Теперь у нас есть ввод, который всегда будет без остатка делиться на 512.

Шаг 2. Инициализация значений хеша (h)

Создадим 8 значений хеша. Это константы, представляющие первые 32 бита дробных частей квадратных корней первых 8 простых чисел: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.

Шаг 3. Инициализация округлённых констант (k)

Создадим ещё немного констант, на этот раз их 64. Каждое значение — это первые 32 бита дробных частей кубических корней первых 64 простых чисел (2–311).

Шаг 4. Основной цикл

Следующие шаги будут выполняться для каждого 512-битного «куска» входных данных. Наша тестовая фраза «hello world» довольно короткая, поэтому «кусок» всего один. На каждой итерации цикла мы будем изменять значения хеш-функций h0–h7, чтобы получить окончательный результат.

Шаг 5. Создаём очередь сообщений (w)

1. Копируем входные данные из шага 1 в новый массив, где каждая запись является 32-битным словом:

2. Добавляем ещё 48 слов, инициализированных нулями, чтобы получить массив w[0…63]:

3. Изменяем нулевые индексы в конце массива, используя следующий алгоритм:

• For i from w[16…63]:s0 = (w[i-15] rightrotate 7) xor (w[i-15] rightrotate 18) xor (w[i-15] righthift 3)s1 = (w[i-2] rightrotate 17) xor (w[i-2] rightrotate 19) xor (w[i-2] righthift 10)w [i] = w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1

Давайте посмотрим, как это работает для w[16]:

Это оставляет нам 64 слова в нашей очереди сообщений (w):

Шаг 6. Цикл сжатия

1. Инициализируем переменные a, b, c, d, e, f, g, h и установим их равными текущим значениям хеша соответственно. h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7.
2. Запустим цикл сжатия, который будет изменять значения a…h . Цикл выглядит следующим образом:

• for i from 0 to 63S1 = (e rightrotate 6) xor (e rightrotate 11) xor (e rightrotate 25)ch = (e and f) xor ((not e) and g)temp1 = h + S1 + ch + k[i] + w[i]S0 = (a rightrotate 2) xor (a rightrotate 13) xor (a rightrotate 22)maj = (a and b) xor (a and c) xor (b and c)temp2 := S0 + majh = gg = ff = ee = d + temp1d = cc = bb = aa = temp1 + temp2

Давайте пройдём первую итерацию. Сложение рассчитывается по модулю 2^32:

Все расчёты выполняются ещё 63 раза, изменяя переменные а…h. В итоге мы должны получить следующее:

Шаг 7. Изменяем окончательные значения

После цикла сжатия, но ещё внутри основного цикла, мы модифицируем значения хеша, добавляя к ним соответствующие переменные a…h. Как обычно, всё сложение происходит по модулю 2^32.

Шаг 8. Получаем финальный хеш

И последний важный шаг — собираем всё вместе.

Готово! Мы выполнили каждый шаг SHA-2 (SHA-256) (без некоторых итераций).

Алгоритм SHA-2 в виде псевдокода

Если вы хотите посмотреть на все шаги, которые мы только что сделали, в виде псевдокода, то вот пример:

По данным Acronis, количество атак программ вымогателей-шифровальщиков (Ransomware) в прошлом году выросло до 200 миллионов, а Cybersecurity Ventures предсказывает, что к 2021 году бизнес будет подвергаться атакам каждые каждые 11 секунд. Но само по себе повсеместное шифрование не даёт ожидаемых результатов. Просто зашифровав что-то, мы не гарантируем увеличения защищённости. Напротив, распространение программ вымогателей-шифровальщиков (Ransomware) говорит о том, что шифрование может обернуться очень неприятной стороной. Ведь в сущности, чем отличается атака шифровальщика от потерянного пароля криптосервиса?

Чтобы от шифрования был толк, необходимо чётко понимать, какие ресурсы нужно защищать криптографически и как именно организовать работу со средствами шифрования.

Что шифровать? Как шифровать?

Это первый вопрос, который нужно задать себе при внедрении шифрования. На практике криптография легко применяется только на уровне готовых продуктов и решений. Например, при облачном резервном копировании мы шифруем данные на компьютере пользователя, а информацию передаём по зашифрованному каналу. Но для того чтобы гарантировать защиту данных в процессе работы с ними, необходимо настроить шифрование отдельных категорий информации.

Файлы и папки — сквозное шифрование

Защиту файлов и папок можно обеспечить за счёт сквозного шифрования. Для этого существуют специальные утилиты, которые обеспечивают непрерывное шифрование выбранных объектов. Таких решений сегодня достаточно много. Например, можно воспользоваться популярной утилитой Boxcrypt, которая шифрует любые объекты, независимо от их местоположения. Зашифровать можно даже файлы, находящиеся на облачных дисках (Google Drive, OneDrive и т. д.). При таком подходе никто не сможет прочитать содержимое файлов, если на компьютере не запущено соответствующее приложение, а в нём — не введён секретный ключ. Соответственно от копирования или кражи файлов не будет никакого толку, потому что злоумышленник просто не сможет открыть их без вашего пароля.

Зашифрованный диск

Для тех, кто работает с большими массивами данных, которые необходимо защищать от посторонних глаз, подходит технология шифрования целого диска. Для этого можно использовать такие программы, как PGPDisk, либо настроить шифрование на уровне операционной системы. Например, если раздел отформатирован в EFS, операционная система Windows позволяет зашифровать содержимое диска даже без сторонних утилит.

Шифрование на уровне виртуальной машины

Для тех случаев, когда возникает необходимость обеспечить максимальную защиту документов, лучше всего работать с ними через виртуальную машину с зашифрованным диском. Например, бухгалтерам, работающим с 1C или другой программой со служебной информацией, лучше всего подойдёт изолированная среда. С другой стороны, сотруднику нужен доступ к интернету, чтобы проверять почту, сверяться с текстами законов, общаться с коллегами и т. п.

В таком случае можно создать ВМ без доступа к интернету и получить полностью закрытое пространство для конфиденциальных данных. Плюс такого подхода заключается в том, что диск виртуальной машины выглядит извне как один зашифрованный файл, поэтому данные будут надёжно защищены от различного вредоносного ПО и посторонних глаз.

Электронная почта и переписка

Учитывая, что мы постоянно пересылаем друг другу документацию, практически у всех пользователей в электронной почте можно найти самую разную информацию — от персональных данных и сканов документов до проектов будущих договоров. В почтовом архиве, который годами хранится на компьютере или на сервере, может находиться не один важный документ. Так что даже для домашнего пользователя взлом почтового архива и кража данных может привести к внезапному оформлению кредита в микрофинансовой организации, о котором вы и не подозревали.

Выгружать с почтовых серверов архивы достаточно хлопотно. Поэтому гораздо популярнее оказываются утилиты, шифрующие отдельные папки на почтовых сервисах. Самый простой способ — включить шифрование архивных сообщений и настроить архивацию, скажем, через две недели или через месяц. Конечно, облачные сервисы email применяют шифрование для защиты данных, но, увы, почтовые ящики обычно взламываются за счёт кражи или подбора пароля. Поэтому для шифрования отдельных папок лучше использовать отдельные утилиты со своими ключами и паролями.

Если основной почтовый клиент — локальный (то есть письма загружаются с сервера и хранятся на компьютере), можно использовать инструменты для локального шифрования писем. А в случае если письма загружаются по протоколу IMAP, вполне можно автоматически организовать шифрование и повторную загрузку писем на сервер. Однако мало кто из пользователей сможет сделать это самостоятельно, и администраторам потребуется настраивать и поддерживать эту экосистему своими силами.

При этом очевидно, что облачные провайдеры не дают никакой приватности. Все они «читают» переписку в автоматическом режиме, радуя нас обилием релевантной контекстной рекламы. И если вы не хотите, чтобы кто-то «подглядывал» за вашей перепиской, можно вести обмен сообщениями в уже зашифрованном виде. Для такого уровня приватности подходят программы типа PGPmail. Но не стоит злоупотребять этой практикой, так как она способна вызывать повышенное внимание со стороны контролирующих органов. К тому же поставщики бесплатных email-сервисов могут отказать в обслуживании тем, кто шифрует свою переписку. Так что, возможно, вместе с утилитой для шифрования потребуется и платный почтовый сервис.

Платежи и транзакции

С точки зрения злоумышленников, самая интересная и ценная информация — это данные ваших банковских карт, реквизиты доступа в интернет-банк и коды подтверждения оплаты. Чтобы избежать досадных инцидентов с финансовыми активами, лучше всего использовать такой простой метод защиты, как виртуальная карта для платежей в сети.

Однако и на компьютере можно создать защищённые условия для проведения платежей. Для этого достаточно запустить виртуальную машину (на этот раз уже с доступом в интернет) с зашифрованным диском и без лишнего ПО, чтобы минимизировать риски компрометации вашей финансовой информации.

Стоит помнить, что проблема изоляции приложений на мобильных устройствах под Android пока ещё не имеет универсального системного решения. То есть банковские мобильные приложения работают практически в одной и той же среде со всеми другими утилитами. Поэтому использование двухфакторной аутентификации не даёт гарантий безопасности. Ведь если устройство было поражено вирусом или украдено злоумышленником, он сможет получить доступ и в интернет-банк и ввести проверочный код из пришедшей на устройство SMS. Поэтому для счетов, на которых хранятся действительно серьёзные суммы, лучше не проводить платежи онлайн и не устанавливать мобильные приложения.

Главное — ключи и пароли!

Подход пользователя: один пароль для всех учётных записей и стикеры на рабочем столе

Давайте обсудим самый важный вопрос: как помочь пользователю запоминать пароли от всех этих сервисов и криптографических утилит? Считается, что ввод ограничений на состав пароля решает проблему безопасности, и администраторы стремятся сделать пароли длинными, содержащими и буквы, и цифры, и символы, а также исключить из них реальные слова, которые можно найти в словарях, а также требуют менять их, скажем, каждые три месяца. Но кто сможет в реальности запомнить несколько каламбуров из десятка не связанных между собой символов?

Пользователи всегда борются против сложностей, которые мешают им работать. Поэтому на рабочих местах появляются жёлтенькие стикеры с теми самыми сложными паролями, а в доступной и незащищённой электронной почте оказываются все ключи шифрования, которые человек просто не хочет и не может запомнить.

Если же предоставить пользователю право самостоятельно устанавливать пароли на разные сервисы (а это неизбежно происходит, если речь идёт не о корпоративных учётных записях), то в большинстве случаев люди устанавливают вариации одного и того же пароля в разных системах. Например, это может быть PASSWORDgmail, PASSWORDfacebook, PASSWORDyandex и так далее. А после регистрации на каком-то сомнительном ресурсе с паролем PASSWORDroga-i-kopita все пароли могут быть легко взломаны злоумышленниками.

С другой стороны, шифрование только подливает масла в огонь. Ведь при утере ключа шифрования вы также теряете доступ ко всем зашифрованным данным. А если ключ хранится в электронной почте, то риск его кражи сводит на нет все плюсы шифрования. И здесь обращаться в службу поддержки бесполезно. Стойкие криптографические алгоритмы не позволят вам получить доступ к своим же данным.

Решение проблемы — программы для хранения паролей

Хорошим решением могут стать программы для хранения паролей. Например, вы можете предложить пользователям установить dashlane, sticky password или любую другую утилиту-менеджер паролей, защитив их одной фразой. Очень важно, что здесь речь идёт не про мастер-пароль, который открывает доступ ко всем вашим учётным записям, а именно про фразу, которая должна быть достаточно длинной и известной только вам. Утилита просто хранит файл с паролями и ключами доступа в зашифрованном виде, а секретная фраза при помощи различных алгоритмов позволяет получить ключ расшифровки.

Последний штрих этой концепции безопасности — защита зашифрованного файла с паролями, потерять который нельзя ни в коем случае. Поэтому для утилит данного типа всегда настраивают автоматизированные алгоритмы резервного копирования в облако. Даже при полной утрате устройства, вы сможете в любой момент восстановить файл и снова получить доступ ко всем своим хранилищам, учётным записям и сервисам. Инкрементальное обновление данных в современном ПО для резервного копирования позволяет загружать обновление файла с паролями на сервер сразу после добавления новых учётных записей и гарантировать сохранность и конфиденциальность вашего доступа ко всем категориям данных, которые вы решили защитить паролем — от файлов и электронной почты до корпоративных сервисов и скрытых виртуальных машин.

Заключение

Чтобы от шифрования действительно был толк, нужно продумать систему так, чтобы пользователям было удобно с ней работать. Поэтому конкретные криптографические утилиты для защиты почты или файлов необходимо дополнять надёжными менеджерами паролей, а также средствами облачного резервного копирования, чтобы не потерять всю информацию. Если сотрудникам будет понятно, как все это использовать, а шифрование будет происходить прозрачно и без технических сложностей, тогда криптографическая защита информации действительно будет работоспособной.

Хеширование

Начнём с самого простого — хеширования. Хеширование — это преобразование входных данных в уникальную последовательность символов, из которой невозможно получить исходное сообщение. Самый яркий пример использования — для проверки целостности. Если изменить в исходном файле или тексте хоть один бит, в результате получим новую уникальную последовательность.

Примеры хешей: MD5, семейство SHA.

Шифрование

Кодирование и шифрование немного сложнее различать между собой, иногда эти слова могут использоваться, как синонимы. Но важно запомнить, что у них абсолютно разные цели. Смысл шифрования — сделать исходное сообщение нечитаемым для любого, кто не владеет ключом. Старые или уязвимые шифры легко взламываются, хотя их цель была именно в том, чтобы скрыть содержание сообщения.

Примеры шифров: шифр Цезаря, AES.

Кодирование

Кодирование — это преобразование входных данных в определённую последовательность бит или заданных символов для удобства дальнейшей работы. Самый простой пример — преобразовать текст в код Хэмминга для дальнейшей передачи по линиям электросвязи. По линии электросвязи нельзя передать буквы, а возможности аналогового сигнала достаточно ограничены, что не позволяет использовать алфавит из 33 букв, но передать битовую последовательность можно. Также этот код самоконтролирующийся и самокорректирующийся, что позволяет исправить некоторые ошибки, которые могут возникнуть при помехах во время передачи данных.

Примеры кодов: кодировка ASCII, Морзе.

Применение

Таким образом, при передаче сообщения через интернет:

• кодирование используется, чтобы передать сообщение и его смогли прочитать на разных устройствах;
• шифрование используется, чтобы ваше сообщение не смог прочитать никто посторонний;
• хеширование используется, чтобы никто не смог незаметно изменить ваше сообщение.

То есть если БД всё-таки окажется в публичном доступе, сторонний человек не сможет её прочитать.

Почему именно FLE?

Как говорят разработчики MongoDB, такое шифрование обеспечивает доступ к базе сразу нескольким указанным пользователям. Кроме того, оно помогает исполнять GDPR, в частности, «право на забвение» — чтобы уничтожить всю связанную с пользователем информацию, достаточно уничтожить его персональный ключ. После этого данные нельзя будет использовать.

А вот она. Задачу в 1999 году придумал Рональд Ривест, профессор Лаборатории искусственного интеллекта MIT и один из создателей криптографического алгоритма RSA. Сама по себе она не преследует никаких научных целей. Однако решать её нужно сугубо последовательными вычислениями, поэтому её создатель думал, что она решится не раньше 2034 года.

Больше технических деталей

Сперва нужно вычислить w=2^(2^t) (mod n) для заданных t и n, где n — произведение двух больших простых чисел, состоящее из 616 цифр, а t=79685186856218 — параметр, компенсирующий влияние закона Мура. Затем нужно вычислить w xor z, где z — число из 616 цифр. Результатом будет закодированное сообщение, содержащее подсказку к разложению n на множители (для проверки корректности решения).

Что теперь?

В случае успешного решения задачи (либо по истечении отведённого на неё времени) лаборатория должна вскрыть капсулу времени с различными «артефактами» от Тима Бернерса-Ли, Билла Гейтса и других известных личностей. Церемония состоится 15 мая.

Как это работает?

Сервер использует криптографические библиотеки, разработанные ISARA Corporation, компанией, специализирующейся в области квантовой криптографии и безопасности. Её разработки нацелены на будущее хакерских атак и, как утверждается, могут противостоять алгоритмам квантовых компьютеров.

Для защиты от взлома создаётся особая цифровая подпись, которая отличается от классического метода шифрования с открытым ключом. Для конечных пользователей инструменты формирования такой подписи станут доступны с ноября 2018 года. Этой подписью будут маркироваться продукты, которые относятся к категории критически важных.

Зачем это нужно?

Арвинд Кришна (Arvind Krishna), глава исследовательского подразделения IBM Research заявил, что тем, кто хочет хранить свои данные более 10 лет, надо задуматься и о новых методах защиты информации. По оценкам экспертов, уже через 5 лет появятся квантовые компьютеры, которые будут легко вскрывать современное шифрование.

А Чарльз Иган (Charles Eagan), главный технический директор BlackBerry, отметил, что запуск «квантово-устойчивого» сервера позволит решить проблему безопасности для отраслей, полагающихся на технологии с длительным сроком эксплуатации. По его словам, атаки с использованием квантовых компьютеров могут начаться уже через 10–15 лет, так что уже сейчас нужно готовиться к ним.

В 2016 году миграция на SHA-2 была хорошей подготовкой к всеобщему дедлайну, сейчас же этот переход обязателен для обеспечения безопасности. Многие устройства и приложения, использующие электронные сертификаты, уже сейчас выводят предупреждения или ошибки или отказываются работать, если сертификат использует алгоритмы хеширования SHA-1 или старше. Зачем эти принудительные изменения? Потому что в хеше SHA-1 обнаружены серьёзные криптографические уязвимости, и дни, когда его защита ещё надёжна, уже сочтены.

Вплоть до 2017 года SHA-1 был самым популярным хешем, используемым для криптографической подписи, и некоторые, в особенности старые, приложения и устройства не принимали или не понимали хеши или сертификаты, основанные на алгоритме SHA-2. Это было основной проблемой перехода на новый стандарт.

Что такое хеш?

Криптографическая хеш-функция — это математический алгоритм, преобразующий любое уникальное сообщение (текст, видео, аудио, изображение и т. д.) в уникальную комбинацию, которую чаще всего называют «хешем» или «хеш-кодом». Два разных сообщения ни в коем случае не должны преобразовываться в одинаковый хеш, а два идентичных сообщения всегда должны возвращать один и тот же хеш. Благодаря этим свойствам хеш-код может использоваться для сравнения двух различных сообщений на идентичность. Криптографические хеши являются основой для практически любой цифровой аутентификации и проверки целостности файла.

Службы центра сертификации (ЦС) ИОК используют криптографические хеш-функции для подтверждения идентификационных данных и запросов цифровых сертификатов. Кроме этого, хеши используются для подтверждения цифровых сертификатов (например, цифровой подписью) и списка аннулированных сертификатов (CRL, certificate revocation list), которые выдают другие доверенные стороны. Доверенные стороны не смогут полагаться на достоверность цифровых сертификатов и другого контента, подписанного ЦС, если службы ИОК используют ненадёжный криптографический хеш. Стойкость криптографического хеша создаёт доверие ко всей системе ИОК.

Примечание: контрольные суммы — это хеш-подобные верификаторы, но без криптографических доказательств, подтверждающих, что они обеспечивают статистически уникальные результаты для уникальных входных сообщений.

В общем, криптографические хеши считаются более безопасными, чем контрольные суммы, хотя последние часто используются для некритических проверок целостности и подлинности.

Атаки на хеши

Стойкость криптографической хеш-функции в том числе обеспечивается тем, что для любого уникального сообщения формируется уникальный хеш. В то же время необходимо, чтобы по одному только хешу нельзя было воспроизвести исходное сообщение. На попытке обойти это свойство строится атака нахождения прообраза. Кроме того, два разных сообщения ни в коем случае не должны преобразовываться в одинаковые хеши, иначе возникнет явление, которое называется коллизией. На этом явлении основывается атака «дней рождения».

Общепринятые криптографические хеш-функции изначально считаются криптографически стойкими, но со временем злоумышленники находят математические уловки, ослабляющие их защиту.

Вычислительная сложность криптостойкого хеша равна заявленной эффективной длине последовательности бит минус 1. Таким образом, когда неизвестны его недостатки, 128-битный хеш будет иметь сложность вычисления 2^127. Как только кто-то найдёт математический алгоритм, который позволит взломать хеш за время меньшее, чем эффективная длина бит минус 1, такой хеш будет считаться ослабленным. Как правило, все общепринятые хеши становятся слабее со временем. Когда эффективная длина бит сокращается, хеш становится менее защищённым и менее ценным. Когда считается, что хеш может быть взломан за разумный период времени и с не столь значительными вычислительными ресурсами (стоимостью от сотен тысяч до миллионов долларов), то хеш считается «взломанным» и не должен больше использоваться. Взломанные хеши используются вредоносными программами и злоумышленниками для создания якобы законного программного обеспечения с цифровой подписью. Хороший пример такого ПО — Flame malware program. В общем, слабые хеши могут сыграть свою роль и не должны использоваться.

Введение в семейство SHA

Алгоритм SHA-1 был разработан Агентством национальной безопасности США (АНБ) и опубликован Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в качестве федерального стандарта в 1995 году. Выпущенные NIST криптографические стандарты пользуются доверием по всему миру и как правило требуются на всех компьютерах, используемых правительством или вооружёнными силами Соединённых Штатов. SHA-1 заменил предыдущие ослабевшие хеш-функции, например, MD5.

Со временем несколько непрерывных криптографических атак на SHA-1 уменьшили эффективность длины ключа. Из-за этого в 2002 году АНБ и NIST выбрали SHA-2 новым рекомендуемым стандартом хеширования. Это случилось задолго до того, как SHA-1 начали считать взломанным. В феврале 2017 года обнаружили успешную атаку на хеш с помощью коллизий, которая сделала SHA-1 бесполезным для защиты электронной подписи.

Отличное обсуждение взлома SHA-1 и пример документации можно найти здесь.

Семейство SHA-2

SHA-2 — стандарт криптографического хеширования, который программное и аппаратное обеспечение должны использовать по крайней мере ближайшие пару лет. SHA-2 очень часто называется семейством хеш-функций SHA-2, поскольку содержит много хешей разных размеров, включая 224-, 256-, 384- и 512-битные последовательности. Когда кто-то говорит, что использует SHA-2, длина его хеша неизвестна, но сейчас самый популярный — 256-битный. Хотя некоторые математические характеристики SHA-2 совпадают с SHA-1, и в нём обнаружены незначительные недостатки, в криптомире он по-прежнему считается «стойким». Без сомнения, он лучше, чем SHA-1 и чем любой критический сертификат, приложение или аппаратное устройство, использующие SHA-1. Всё, что использует SHA-1, лучше перевести на SHA-2.

Обработка устаревших хэшей SHA-1

Все крупные поставщики веб-браузеров (например, Microsoft, Google, Mozilla, Apple) и другие доверенные стороны рекомендовали всем клиентам, сервисам и продуктам, в настоящее время использующим SHA-1, перейти на SHA-2, хотя что и когда должно перейти зависит от поставщика. Например, многие поставщики заботятся только о сертификатах TLS (т. е. веб-серверах), и только компания Microsoft озабочена использованием SHA-1 в цифровом сертификате от «публичного» центра сертификации. Но можно ожидать, что все поставщики потребуют перевести на SHA-2 все приложения и устройства, даже если они не готовы к этому. Сейчас большинство браузеров покажет сообщение об ошибке, если на веб-сайте используется публичный цифровой сертификат, подписанный SHA-1, но некоторые из них позволят вам обойти всплывающее окно и перейти на такой сайт. Возможно, в скором времени, все главные поставщики браузеров запретят обход сообщений об ошибке и переходы на сайты, использующие цифровые сертификаты SHA-1.

К сожалению, переход с SHA-1 на SHA-2 является односторонней операцией в большинстве сценариев сервера. Например, как только вы начнёте использовать цифровой сертификат SHA-2 вместо SHA-1, пользователи, не понимающие сертификаты SHA-2, начнут получать предупреждения и уведомления об ошибках, или даже отказы. Для пользователей приложений и устройств, не поддерживающих SHA-2, переход будет опасным скачком.

План перехода ИОК с SHA-1 на SHA-2

Каждая компания с внутренним ИОК, не использующая SHA-2, должна будет создать ИОК SHA-2 или перевести существующую ИОК с SHA-1 на SHA-2. Для перехода нужно:

• Обучить вовлечённых членов команды тому, что такое SHA-2 и почему требуется его использование (эта статья будет хорошим началом).
• Провести инвентаризацию всех критических хешей или цифровых сертификатов, используемых в приложениях или устройствах.
• Определить, какие критически важные устройства или приложения могут использовать SHA-2, какой размер ключа может быть использован и какие операционные проблемы могут возникнуть (этот этап зачастую включает обращение к поставщику и тестирование).
• Определить, какие компоненты ИОК могут или должны быть перенесены в SHA-2.
• Составить план перехода для преобразования компонентов SHA-1 в SHA-2, включая потребителей и компоненты ИОК, плюс резервный план на случай сбоя.
• Провести PoC-тестирование.
• Принять управленческий риск и решение о переходе или отказе от него.
• Внедрить план перехода в производственную среду.
• Провести тестирование и получить обратную связь.

Самая сложная часть перехода — определение того, какие устройства и приложения работают с SHA-2. Если используемые устройства не понимают SHA-2, вас ждёт неудача или сообщение об ошибке, которое вряд ли будет звучать как «SHA-2 не принят». Вместо этого готовьтесь к: «Сертификат не распознан», «Соединение нестабильно», «Соединение не может быть установлено», «Повреждённый сертификат» или «Непроверенный сертификат».

Подумайте о своей миссии, чтобы определить, какие важные части вашей инфраструктуры будут или не будут работать. Начните с попытки инвентаризации каждого уникального устройства, ОС и приложения, которые должны понимать SHA-2. Затем соберите команду людей, которые протестируют, работает ли SHA-2. Можно предварительно полагаться на информацию от поставщиков, но вы не будете знать наверняка пока не проверите самостоятельно.

Обновление приложений и устройств — задача не из лёгких, и потребует больше времени, чем кажется. Даже сейчас существует множество устройств и приложений, использующих старые версии OpenSSL, которые следовало бы обновить после атаки Heartbleed, но администраторы серверов этого так и не сделали.

Если у вас есть внутренняя ИОК, вам понадобится подготовить её к переходу на SHA-2. Иногда это означает обновление ваших центров сертификации, получение новых сертификатов или установку полностью новых ИОК. Последнее рекомендуется по множеству причин, в основном потому, что новая ИОК даст вам шанс начать сначала без груза старых ошибок.

Модели перехода ИОК

Ниже перечислены сценарии для внедрения SHA-2 в компоненты ИОК (для этих примеров используется двухуровневая ИОК — автономная корневая система, онлайн центры сертификации), каждый из которых может быть либо новым компонентом, либо перенесённым:

• Два ИОК дерева, один полностью SHA-1, другой полностью SHA-2.

Остальные сценарии предполагают одно дерево ИОК:

• Всё дерево ИОК, от корня до конечных точек, — SHA-1.
• Всё дерево ИОК, от корня до конечных точек, — SHA-2.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-2.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2 и SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-2 и SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-2 и SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-2 и SHA-1.

Также возможно существование выдающего центра сертификации, который переключается между SHA-1 и SHA-2 по необходимости, но это с большой вероятностью вызовет путаницу в службах ИОК (и не особо рекомендуется). Если возможно, для облегчения перехода можно запустить параллельные ИОК, один — с SHA-1, другой — с SHA-2, а потом переводить используемые устройства после того, как позволит тестирование.

Примечание: собственный сертификат ЦС корневого ЦС не нужно переносить на SHA-2, даже если он всё ещё использует SHA-1. Все программы проверки устаревших SHA-1 заботятся обо всём после собственного сертификата корневого ЦС (и будут заботиться, по крайней мере, в обозримом будущем). Тем не менее, имеет смысл переместить всё, включая собственный сертификат ЦС корневого ЦС на SHA-2, чтобы можно было сказать, что вся ИОК — SHA-2, и избежать дальнейших изменений, связанных с SHA-1, в обозримом будущем.

Публичные ЦС уже перешли с SHA-1 на SHA-2 для любых сертификатов со сроком жизни, заканчивающимся после 1 января 2017, поэтому вы должны сосредоточить свои усилия на серверах и приложениях с ещё не перешедшими на SHA-2 публичными цифровыми сертификатами. После решения этой проблемы можно начать смотреть на внутренние ИОК и доверенные стороны. Переход с SHA-1 на SHA-2 технически не сложен, но это массовое логистическое изменение с множеством последствий, которое требует продолжительного тестирования.

Вряд ли большинство поставщиков знают точную дату смерти SHA-1 (т. е. дату, когда его использование в приложении или устройстве будет приводить к «фатальным» ошибкам), но скорее всего это произойдёт раньше, чем вы ожидаете, так как всё больше пользователей переходит на SHA-2. Поэтому вам действительно стоит совершить переход уже сейчас.

SHA-3 уже здесь, но стоит ли его использовать?

Хотя в SHA-2 не обнаружено существенных криптографических слабостей, он считается алгоритмически схожим с SHA-1. Большинство экспертов думают, что его время жизни будет схожим с SHA-1. В августе 2015 NIST утвердило новый алгоритм криптографического хеширования SHA-3. Он не обладает теми же математическими свойствами, что SHA-1 и SHA-2 и должен быть более устойчив к криптографическим атакам, чем его предшественники.

К сожалению, люди, откладывающие свой переход на SHA-2 в надежде сразу перейти на SHA-3, будут очень расстроены. Общемировое принятие стандарта SHA-3 может затянуться на долгие годы, а переход на SHA-2 следует сделать уже сейчас. Если вы перейдёте на SHA-3 сейчас, то большинство, если не все, ваших криптографически-зависимых приложений или устройств, скорее всего, сообщат об ошибке (не смогут распознать цифровой сертификат).

Итак, если вы ещё не перешли на SHA-2, то переходите сейчас. И когда SHA-2 начнёт ослабевать, мы все вместе перейдём на SHA-3.

Обновлённая линейка

Новая линейка состоит из четырёх моделей. YubiKey 5 NFC и YubiKey 5 Nano подключаются через порт USB-A, при этом первое устройство поддерживает технологию NFC. В то же время YubiKey 5C и YubiKey 5C Nano подключаются к разъёму USB-C.

Техническая сторона

Что касается открытого стандарта FIDO2 — он появился в начале апреля 2018 года и объединил Web Authentication (WebAuthn) и Client to Authenticator Protocol (CTAP). API WebAuthn был встроен в web-платформы и браузеры (первыми стали Chrome 67 и Firefox 60), а CTAP используют для передачи аутентификационных данных на устройство через USB или NFC. FIDO2 предполагает один из трёх вариантов аутентификации:

• однофакторную (беспарольную), при которой необходимо только устройство YubiKey;
• двухфакторную, которая требует логин и пароль помимо устройства;
• многофакторную аутентификацию, требующую устройство и подтверждение с введением ПИН-кода.

Модели серии YubiKey 5 поддерживают:

• протоколы FIDO2 и FIDO U2F;
• смарт-карты с подтверждением личности (PIV);
• механизм Yubico OTP;
• стандарт OpenPGP;
• алгоритмы OATH-TOTP и OATH-HOTP;
• аутентификацию «вызов−отклик».

В конце мая 2018 года Yubico представила SDK для iOS. Apple-разработчикам открылась возможность внедрения средств защиты в свои приложения с помощью YubiKey NEO.

Когда именно состоится обновление

Начало работы запланировано на 11 октября в 16:00 по Гринвичу (18:00 по Москве). После этого возможны проблемы с доступом к ряду сайтов, однако в ICANN уверены, что они будут решены в течение 48 часов. Кроме этого, отчасти проблему можно будет решить силами провайдеров и операторов, которым надлежит включить проверку протоколов безопасности DNSSEC. Как отмечается, это будет первое в истории обновление ключа с момента его появления в 2010 году.

Председатель правления ICANN Шерин Шалаби заявил, что обновление цифрового ключа нужно для поддержания инфраструктуры глобальной сети. А технический директор Давид Конрад отметил, что большинство провайдеров и пользователей не увидят никаких изменений. По его словам, ещё есть операторы, которые не готовы к смене ключа, но и в этом случае им достаточно отключить валидацию протоколов DNSSEC, обновить ключ и включить её снова.

Зачем это нужно

Изменение криптографических ключей позволит защитить корневые серверы DNS от хакеров и мошенников. Злоумышленники могут подделать сервер и перенаправить на него пользователя, а криптографический ключ не даст этого сделать.

Первоначально обновления ключа корневой зоны DNS планировалось на 2017 год, однако тогда выяснилась неготовность провайдеров к подобным изменениям. В результате ICANN отсрочила процедуру. Важно отметить, что это будет первая, но не последняя смена ключа. Их планируют обновлять каждые 5−7 лет. Как заявил вице-президент ICANN по исследовательской деятельности Мэтт Ларсон, в будущем подобное не будет чем-то из ряда вон выходящим.

Что случилось?

Корпорация по управлению доменными именами и IP-адресами ICANN объявила, что ориентировочно 11 октября 2018 года впервые обновит криптографические ключи (KSK) для защиты системы доменных имен интернета DNS. Точную дату перехода корпорация утвердит на ​заседании правления 12 сентября 2018 года.

Что за ключи?

В 2010 году ICANN создала ключ кратковременного пользования ZSK и ключ долговременного пользования KSK для работы с набором расширений DNSSEC. Тогда его согласились установить многие крупные интернет-провайдеры. Он проверяет подлинность ответов DNS-серверов и не дает мошенникам подключать компьютер пользователя к произвольным серверам. ZSK обновляется четыре раза в год, а KSK не изменялся с 2010 года.

Почему обновление проводят только сейчас?

ICANN ни разу не сталкивалась с компрометацией ключей, но ради повышения безопасности все равно назначила переход от старой версии KSK к новой на 11 октября 2017 года. Однако тогда интернет-провайдеры и сетевые операторы оказались не готовы к этому, поэтому изменение ключей отложили на год.

К каким проблемам может привести обновление?

ICANN считает, что в течение 48 часов после обновления часть интернет-пользователей при открытии сайтов будет получать ошибки типа server failure или SERVFAIL. Возможно, на некоторых ресурсах просто будут отключены картинки. Почтовые клиенты на компьютерах перестанут получать новые письма, а те, что дойдут, могут содержать ошибки.

Что именно может пойти не так?

Устаревшие DNS-программы не смогут распознать новые ключи и правильно отреагировать на них. В худшем случае сломаются базовые функции, например, синхронизация времени. Это приведет к «эффекту домино», и у провайдеров нарушится работа программ. Кроме того, даже если ключи обновило большинство операторов, пропускная способность соединений может временно снизиться из-за тех, кто этого не сделал.

Проблема только во временной недоступности сайтов?

Паникой могут воспользоваться злоумышленники. Они начнут рассылать спам и давать рекламу с советом скачать программу для стабильной работы Интернета. Их нужно игнорировать — тогда вы будете в безопасности.

Это коснется меня?

Такая вероятность есть. Примерно четверть пользователей интернета — около 750 млн человек — работает с провайдерами, которые используют DNSSEC. Возможно, часть из них до сих пор не настроила нужную конфигурацию на своем сетевом оборудовании. Но крупные провайдеры, скорее всего, давно обновили настройки и перейдут на новый KSK незаметно для своих клиентов и владельцев сайтов. Например, «ВымпелКом», «Ростелеком», «МегаФон» и МТС заявили, что готовы к обновлению KSK.

Как мне защититься от этого?

Никак. Настройки должен обновить ваш провайдер, и от вас этот процесс не зависит. Единственный вариант — сменить оператора, если начнутся проблемы с доступом в Сеть.

Потоковое шифрование в OpenPGPjs 4.0

Технология потокового шифрования позволяет пользователям библиотеки зашифровывать, расшифровывать, подписывать и верифицировать файлы одновременно с их скачиванием или загрузкой. То есть, чтобы выполнять операции, хранить большие файлы в памяти не нужно.

AEAD-режим разработчики добавили в минорном обновлении третьей версии библиотеки. Он позволяет «дробить» сообщения, присваивая каждой составляющей атрибут целостности, необходимый для аутентификации. В CFB-режиме атрибут целостности относится ко всему сообщению в целом, поэтому аутентифицировать неполные данные невозможно. В целях безопасности разработчики не установили параметр потокового шифрования для CFB по умолчанию, но его можно включить. Для этого в файле конфигурации требуется изменить значение openpgp.config.allow_unauthenticated_stream на True.

Веб-реализация

Технология потокового шифрования полагается на Web Streams API, который частично поддерживают Chrome, Safari, Firefox и Edge. Однако лишь Chrome реализовал функцию TransformStreams, необходимую для OpenPGPjs, поэтому для всех остальных браузеров разработчики включили полизаполнение (Polyfill).

Кроме того, последние версии OpenPGPjs стали значительно «тяжелее» не только из-за внедрения новых возможностей, но также из-за поддержки широкого спектра браузеров. По словам разработчиков, для тех версий, что поддерживают только стандарт ES5, библиотека должна выполнять роль транспайлера, а это также увеличивает ее размер. Поэтому команда проекта отказалась от некоторых полизаполнений по умолчанию. Поэтому OpenPGPjs 4.0 работает только с последними версиями браузеров, а для поддержки старых есть отдельный новый пакет compat/openpgp.min.js.

В будущем команда проекта планирует улучшить производительность операций с открытым ключом, используя большие числа asm.js, а также повторно реализовать эллиптическую криптографию и найти способ уменьшить размер библиотеки.

Незадолго до релиза OpenPGPjs 4.0 свою открытую криптографическую библиотеку представила Google. Tink поддерживает Java, C++ и Objective-C, а также Go и JavaScript — в экспериментальном режиме. Модульная архитектура библиотеки позволяет удалять неиспользуемые компоненты и таким образом сокращать объем кода.

Tink

Даже небольшие ошибки при использовании криптографических методов могут иметь серьезные последствия, а их тщательное изучение занимает десятилетия, пишет компания в своем блоге. Многие разработчики не имеют столько времени, поэтому при создании нового инструмента корпорация старалась сократить количество потенциальных ошибок работы с криптографическими API. Компания уже использует Tink в проектах AdMob, Google Pay, Google Assistant, Firebase и Android Search App.

Примитивы

В основе программного интерфейса лежат следующие примитивы:

• AEAD (Authenticated Encryption with Associated Data) для симметричного шифрования блоков и потоков данных по фиксированному ключу. Инструмент не требует определения конкретных алгоритмов и их параметров. С его помощью можно быстро выполнить операции шифрования и дешифрования:import com.google.crypto.tink.Aead;import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;import com.google.crypto.tink.aead.AeadFactory;import com.google.crypto.tink.aead.AeadKeyTemplates;// 1. Generate the key material.KeysetHandle keysetHandle = KeysetHandle.generateNew(AeadKeyTemplates.AES256_EAX);// 2. Get the primitive.Aead aead = AeadFactory.getPrimitive(keysetHandle);// 3. Use the primitive.byte[] plaintext = ...;byte[] additionalData = ...;byte[] ciphertext = aead.(plaintext, additionalData);
• MAC (Message Authentication Codes) предоставляет коды аутентификации сообщений.

В Tink есть функции создания цифровой подписи и ее проверки, а также функции быстрого гибридного шифрования.

Особенности работы

Каждый примитив поддерживает работу в stateless-режиме, безопасные операции копирования и использование ключей длиной от 128 бит. Библиотека автоматически блокирует потенциально небезопасные операции, например, загрузку ключей из незашифрованных файлов на диске. Tink предоставляет API для ротации ключей и взаимодействия с внешними системами управления ключами: Google Cloud KMS, Amazon KMS, Android Keystore и Apple iOS KeyChain.

Библиотека имеет модульную архитектуру, позволяет подключать кастомные примитивы и заменять ими существующие без изменения программного кода конечных приложений. Из Tink можно исключать часть инструментов. Например, если в программе используется только проверка цифровой подписи, то для уменьшения размера кода приложения можно удалить компоненты симметричного шифрования.

В августе 2018 года создатели VPN-протокола WireGuard объявили о создании криптографической библиотеки Zinc, которая после внедрения в основное ядро Linux ускорит процесс шифрования данных благодаря упрощенному набору криптоалгоритмов.

Кроме того, сохраняется приватность: облачный сервер не получает полного объема конфиденциальных данных, а пользователь остается в неведении относительно параметров нейросети. По мнению исследователей, их система могла бы пригодиться больницам для диагностики болезней по снимкам МРТ с использованием облачных ИИ-моделей.

Проблема

В облачных вычислениях обычно используются две техники: гомоморфного шифрования и метод искаженных схем (garbled circuits). Первая получает и выполняет вычисления полностью на зашифрованных данных и генерирует результат, декодировать который может сам пользователь. Однако сверточная нейросеть при обработке создает зашумление, которое с каждым слоем растет и накапливается, так что необходимость фильтровать помехи значительно снижает скорость вычислений.

Вторая техника представляет собой форму вычислений, для которых требуется два участника. Система берет их входные данные, обрабатывает и отправляет каждому свой результат. В этом случае стороны обмениваются информацией, но не имеют представления о том, что она значит. Однако ширина канала связи, необходимая для обмена данными, напрямую зависит от сложности вычислений.

Применительно к облачным нейросетям, техника хорошо показывает себя только на нелинейных слоях, которые выполняют простые операции. На линейных, использующих сложную математику, скорость снижается до критического уровня.

Решение

Команда MIT предложила решение, которое использует сильные стороны этих двух методов и обходит слабые. Так, пользователь запускает на своем устройстве систему шифрования по технике искаженных схем и загружает в облачную нейросеть данные, зашифрованные гомоморфным методом. Таким образом, оба участника процесса делятся данными: устройство пользователя выполняет вычисления на искаженных схемах и отправляет данные обратно нейросети.

Разделение рабочей нагрузки позволяет обойти сильное зашумление данных на каждом слое, что происходит при гомоморфном шифровании. Кроме того, система ограничивает связь по технике искаженных схем лишь нелинейными слоями.

Защита

Финальный штрих — защита с использованием схемы «секретного обмена». Когда пользователь загружает зашифрованные данные в облачный сервис, они разделяются, и каждая часть получает секретный ключ. Во время вычислений у каждого участника есть только порция информации. Они синхронизируются в конце, и лишь тогда пользователь запрашивает у сервиса его секретный ключ, чтобы дешифровать результаты.

В итоге пользователь получает результат классификации, но остается в неведении насчет параметров модели, а облачный сервис не имеет доступа ко всему объему данных, что обеспечивает приватность.

Нейросети требуют больших вычислительных мощностей для обработки данных, их и предоставляют облачные серверы. Однако исследователи MIT изучают и другой вариант: разработку чипов новой архитектуры для работы нейросетей на самом устройстве. В феврале 2018 года они представили прототип процессора, на котором вычисления проводятся быстрее в 3–7 раз, а энергопотребление сокращается на 95 %.

Если вы изучали алгоритмы, первое, что может прийти вам на ум после прочтения того поста: «Автор вообще знает, что такое алгоритм?» — или, может быть: «Новостной канал Facebook — алгоритм?» — потому что если новостной канал Facebook является алгоритмом, то в конечном итоге мы можем почти всё классифицировать как алгоритм. Чтобы внести ясность, в этой статье будет дано определение алгоритму, и будет составлен список из 10 (или больше) алгоритмов, которые на самом деле правят нашим миром.

Что такое алгоритм?

Неофициально алгоритмом является любая корректно определённая вычислительная процедура, на вход которой подается некоторая величина или набор величин, и результатом выполнения которой является выходная величина или набор значений. Таким образом, алгоритм представляет собой последовательность вычислительных шагов, преобразующую входные данные в выходные.

Проще говоря, алгоритм представляет собой последовательность шагов, которая позволяет решить определённую задачу (да, алгоритмы используются не только машинами, но и людьми). Алгоритм должен обладать тремя важными характеристиками, чтобы иметь право так называться:

1. Он должен работать за конечное количество времени. Если ваш алгоритм не может разобраться с проблемой, для которой он был создан, за конечное количество времени, то он бесполезен.
2. Он должен иметь чётко определённые инструкции. Каждый шаг алгоритма должен быть точно определён. Инструкции должны быть однозначны для каждого случая.
3. Он должен быть пригодным к использованию. Алгоритм должен решать проблему, для решения которой он был написан. Должна быть возможность продемонстрировать его работу при наличии только карандаша и бумаги.

Также важно отметить, что алгоритмы используются не только в информатике, но и в математике. По факту, самые ранние математические алгоритмы — разложение на простые множители и извлечение квадратного корня — использовались вавилонянами уже в 1600 г. до н. э. Таким образом, мы имеем проблему, связанную с упомянутой ранее записью, которая рассматривает алгоритмы как компьютерные сущности. Однако, если применить формальный смысл слова, то одним из претендентов в десятку лучших алгоритмов может стать любая арифметическая операция (сложение, вычитание, произведение и т. д.).

Поэтому в этой статье мы будем говорить о компьютерных алгоритмах. Тогда остаётся вопрос: какие 10 (или больше) алгоритмов правят нашим миром?

Алгоритмы сортировки (быстрая, пирамидальная, слиянием)

Какой алгоритм сортировки элементов лучший? Всё зависит от ваших нужд, и этим объясняется выбор именно трёх наиболее часто используемых алгоритмов. Возможно, вы предпочитаете какой-то из них другим, но все три имеют одинаковое значение.

Сортировка слиянием — один из наиболее важных алгоритмов на сегодняшний день. Он базируется на сравнении элементов и использует подход «разделяй и властвуй» для более эффективного решения проблемы, которая когда-то решалась за время O (n^2). Алгоритм был изобретён математиком Джоном фон Нейманом в 1945 году.

Подробнее об оценке сложности алгоритмов читайте в нашем материале

Быстрая сортировка — другой подход к сортировке, чей алгоритм может базироваться как на in-place разделении, так и на «разделяй и властвуй». Проблема этой сортировки заключается в том, что она не является стабильной, но эффективна для сортировки массивов в оперативной памяти.

Пирамидальная сортировка — in-place алгоритм, использующий приоритетную очередь, за счёт которой уменьшается время поиска данных. Неустойчив.

Эти алгоритмы намного лучше по сравнению с другими подходами (например, сортировкой пузырьком), использовавшимися ранее. По сути, благодаря им у нас есть глубинный анализ данных, искусственный интеллект, анализ связей и большинство вычислительных инструментов в мире, включая интернет.

Преобразование Фурье и Быстрое преобразование Фурье

Интернет, Wi-Fi, смартфон, телефон, компьютер, маршрутизатор, спутники — почти всё, что имеет внутри себя электронно-вычислительное устройство, так или иначе использует эти алгоритмы для функционирования. Вы не сможете получить диплом по электронике, вычислительной технике или телекоммуникации без изучения этих важных алгоритмов.

Алгоритм Дейкстры

Как ни странно, интернет не смог бы работать эффективно без существования этого алгоритма. Он используется в задачах, где проблему можно представить в виде графа, для поиска кратчайшего пути между двумя узлами.

Сегодня, даже когда для поиска кратчайшего пути у нас есть решения получше, алгоритм Дейкстры используется в системах, требующих стабильности.

Алгоритм RSA

Интернет не был бы так глубоко интегрирован в нашу жизнь, как в наше время, если бы не криптография и кибербезопасность. Вы можете сказать: «Конечно, безопасность в эпоху спецслужб» — или: «Вы должны быть очень наивны, чтобы считать, что в сети вы в безопасности». Однако, чтобы тратить свои деньги, люди должны чувствовать себя в безопасности. В конце концов, вы не станете вводить номер своей кредитной карты в веб–сервисе, если не будете уверены в его надёжности.

Из криптографии пришёл алгоритм, который остаётся одним из самых важных в мире, — алгоритм RSA. Разработанный основателями компании RSA, этот алгоритм сделал криптографию доступной для всех в мире и предопределил её будущее. Алгоритм RSA создан для простой задачи с неочевидным решением: как делиться открытыми ключами между независимыми платформами и конечными пользователями так, чтобы была возможность использовать шифрование (стоит отметить, что на самом деле эта проблема до сих пор решена не полностью).

Алгоритм безопасного хэширования

Это не совсем алгоритм, а скорее семейство криптографических хэш-функций (SHA-1, SHA-2, и т.д.), разработанных Национальным институтом стандартов и технологий в США. Оно имеет основополагающее значение для функционирования всего мира. Магазины приложений, антивирусы, электронная почта, браузеры и т. д. — все они используют эти алгоритмы (на самом деле — хэш, который является результатом их работы), чтобы определить, загрузили ли вы то, что хотели, а также не стали ли вы жертвой атаки «человек посередине» или фишинга.

Алгоритм факторизации целых чисел

Сложность, связанная с разложением числа на простые множители, широко используется в машинной области. Без неё криптография могла бы быть не такой безопасной, какой мы её знаем.

Многие криптографические протоколы — например, RSA — основаны на сложности факторизации больших составных целых чисел или на сходных проблемах. Алгоритм, который эффективно сможет разбивать на простые множители произвольное целое число, сделает криптографию с открытым ключом на основе RSA небезопасной.

Анализ связей

В информационную эру взаимоотношения между различными субъектами имеют большое значение. От поисковых систем и социальных сетей до инструментов анализа рынка — каждый пытается найти реальную структуру интернета на все времена.

Алгоритм анализа связей за время своего существования оброс большим количеством мифов и заблуждений среди широкой публики. Проблема заключается в существовании различных способов анализа ссылок с различными характеристиками, что делает каждый алгоритм немного другим (и позволяет патентовать алгоритмы), хотя при этом их основания похожи.

Идея анализа связей проста: вы можете представить график в виде матрицы, что сводит задачу к проблеме собственной значимости каждого узла. Такой подход к структуре графа даёт нам возможность оценить относительную важность каждого объекта, включённого в систему. Алгоритм был разработан в 1976 году Габриэлем Пински и Фрэнсисом Нарином.

Где используется этот алгоритм? При ранжировании страниц во время поиска в Google, при генерации ленты новостей в Facebook (поэтому новостной канал Facebook — не алгоритм, а его результат), при составлении списка возможных друзей на Google+ и Facebook, при работе с контактами в LinkedIn и т. д. Каждый из вышеперечисленных сервисов работает с разными параметрами и объектами, но математика за каждым алгоритмом остаётся неизменной.

Кстати, видимо, Google является не первой компанией, начавшей работу с подобными типами алгоритмов. В 1996 году (за два года до основания Google) небольшая поисковая система под названием «RankDex», основанная Робином Ли, уже использовала эту идею для ранжирования страниц. Также, Массимо Марчиори, основатель «HyperSearch», использовал алгоритм ранжирования страниц, основанный на отношениях между отдельными страницами (эти два основателя упоминаются в патентах Google).

Пропорционально-интегрально-дифференцирующий алгоритм

Вы когда-нибудь пользовались самолётом, автомобилем, спутниковой службой или сотовой сетью? Вы когда-нибудь видели робота или, может, бывали на заводе? В таком случае, вы видели этот алгоритм в действии.

В основном этот алгоритм использует замкнутый механизм обратной связи для контура управления, чтобы минимизировать ошибку между желаемым выходным сигналом и реальным выходным сигналом. Он используется везде, где нужна система для обработки сигнала или управления механическими, гидравлическими и тепловыми механизмами, использующими автоматизацию.

Можно сказать, что без этого алгоритма наша технологическая цивилизация не существовала бы.

Алгоритмы сжатия данных

Трудно решить, какой алгоритм сжатия является наиболее важным, поскольку в зависимости от задачи используемый алгоритм может изменяться от zip до mp3 и от JPEG до MPEG-2. Но всем известно, насколько важны эти алгоритмы почти во всех сферах деятельности.

Где может использоваться алгоритм сжатия помимо очевидного заархивированного документа? Например, эта веб-страница использует сжатие данных во время загрузки на ваш компьютер. Также эти алгоритмы используются в видеоиграх, видео, музыке, облачных вычислениях, базах данных и т. д. Можно сказать, что почти все используют алгоритмы сжатия данных, потому что они помогают сделать системы более дешёвыми и эффективными.

Алгоритм генерации случайных чисел

Сегодня у нас нет «настоящего» генератора случайных чисел, но у нас есть некоторые генераторы псевдослучайных чисел, которые достойно справляются со своей задачей. Они имеют большую вариативность использования: от разнообразных приложений, криптографии, алгоритмов хеширования, видеоигр и искусственного интеллекта до тестов при разработке программ и т. д.

Подводя итоги

В конце хочется добавить, что этот список — субъективный выбор автора, поскольку существуют алгоритмы в таких задачах, как машинное обучение, умножение матриц, категоризация и т. д., которые не менее важны в современном мире и при этом здесь не упоминаются.

Больше информации по алгоритмам вы можете найти у нас на сайте

WireGuard на основе ядра Linux

Библиотека Zinc состоит из всех используемых в WireGuard криптографических примитивов, собранных в упрощенном виде. Ее задача состоит в повышении производительности шифрования данных и быстрого выполнения SIMD-инструкций.

В отличие от используемого в актуальном ядре Linux интерфейса СryptoAPI, WireGuard с библиотекой Zinc предлагает упрощенный набор готовых функций. Они могут использоваться только по прямому назначению, что избавляет от появления лишних высокоуровневых абстракций. Считается, что некорректное использование функций является главным источником проблем в разработке приложений.

Zinc предлагает следующие криптографические примитивы:

• потоковые шифры ChaCha20 и HChaCha20;
• технологию аутентификации сообщений Poly1305;
• функцию Curve25519 с протоколом Диффи-Хеллмана для создания секретного ключа;
• хеш-функцию BLAKE2s с производительностью на уровне MD5;
• механизмы шифрования ChaCha20-Poly1305 и XChaCha20-Poly1305.

В июле 2018 года эксперт про криптографии Дэниэл Бернштейн (Daniel J. Bernstein) опубликовал библиотеку djbsort. Она предназначена для криптографических систем и алгоритмов шифрования и ускоряет сортировку массивов целых чисел.

Достоинства

Библиотека была создана для использования в криптографических системах и алгоритмах шифрования, стойких к подбору на квантовом компьютере. Среди других ее преимуществ:

• djbsort опережает аналоги по скорости сортировки в памяти. Например, djbsort при сортировке 1024 32-разрядных знаковых целых чисел расходует 2,5 цикла CPU на байт данных независимо от содержимого массива, в то время как библиотека Intel IPP с оптимизациями на базе AVX расходует около 32 циклов на байт;
• время сортировки не зависит от содержимого массива, что исключает методы анализа содержимого по сторонним каналам;
• в djbsort используются только простые арифметические инструкции без условного ветвления;
• в библиотеке есть инструменты для верификации корректности сортировки для всех возможных вариантов массивов заданного размера. Среди них — утилиты unroller для раскрутки программы сортировки массивов заданного размера, minmax для преобразования программы в набор операторов «min» и «max», а также decompose для подтверждения корректности программы min-max.

Ограничения

• оптимизация только для CPU с поддержкой инструкций AVX2;
• сортировка только знаковых 32-разрядных целых чисел с адаптацией для сортировки 16- и 64-разрядных целых, а также для чисел с плавающей запятой;
• ограничение размера сортируемого массива размером памяти;
• использование только одного ядра CPU при сортировке;
• отсутствие проверки целостности данных в памяти при верификации;
• запуск верификации отдельно для массивов разного размера;
• уменьшение скорости верификации при увеличении размера массива.

Напомним, что в апреле 2018 года IBM Research запустила библиотеку Adversarial Robustness Toolbox для защиты искусственного интеллекта.

Обучение криптографии

Магистранты будут изучать техники шифрования и блокчейн по технологии интенсивного модульного обучения. Два года занятия будут вести специалисты в области криптографии из Германии, Дании, США, Бельгии, Норвегии, Франции, Индии и России. Выбор английского языка для обучения в вузе объясняют стремлением привлечь студентов со всего мира.

Будущее новой программы

После старта программы университет собирается пройти по ней международную сертификацию и аккредитацию — это поможет добиться признания ведущими мировыми образовательными и исследовательскими организациями.

В сентябре 2017 года ведущие российские вузы в 2017–2018 учебном году ввели спецкурсы по основам блокчейна и криптовалют.

Проблема желтых точек

Пользуясь идентифицирующими метками, спецслужбы могут отслеживать активистов, информаторов и журналистов. Если знать карту «подписей», то можно с высокой точностью установить время и место печати, а также модель принтера, на котором был распечатан документ. Более того, точки остаются на документе даже после снятия копии с него. В 2005 году специалисты Фонда электронных рубежей (EFF) опубликовали отчет, в котором подробно расписали, как именно нужно считывать точки:

Подробнее о разработке дрезденских ученых

Исследователи представили доклад о разработке системы подделки желтых точек на конференции ACM Workshop on Information Hiding and Multimedia Security в Австрии. В ходе ее создания авторы проанализировали 1286 документов с 18 принтеров. На основе полученных данных им удалось написать алгоритм, распознающий все известные комбинации точек, а также обнаружить несколько новых кодов — 48-, 64-, 69- и 98-битных. Также ученые опубликовали таблицу производителей принтеров, из которой видно, что по крайней мере Samsung, Tektronix и Brother не используют в своих моделях такой вид стеганографии:

Код алгоритма, названного Dots Extraction, Decoding and Anonymisation (DEDA), опубликован на GitHub. С помощью DEDA можно не только читать «подпись» принтера, но и создавать поддельные точки в документе, делая идентифицирующие метки бесполезными и нечитаемыми.

Наряду с развитием традиционных лазерных принтеров в последние годы существенный скачок получили техники 3D-печати. В конце марта 2018 года группа ученых разработала инновационный метод объемной печати водой.

Рабочее место квантового телефона — обычный персональный компьютер, в котором установлен оптоэлектронный модуль, соединённый оптическим волокном напрямую с сервером квантового распределения ключей. Кроме того, компьютер использует ПО, модифицированное специально для работы с этим оптоэлектронным устройством.

Архитектура квантового телефона

Пробный сеанс связи состоялся 13 декабря 2017 года в лаборатории физфака. Для этого учёные собрали экспериментальную установку, состоящую из двух оконечных устройств связи и сервера распределения ключей. Архитектура сети передачи очень проста. Когда первый аппарат получает ключ от сервера, он зашифровывает информацию и напрямую передаёт её на второй телефон, который использует прикреплённый ключ для расшифровки.

Квантовые ключи важны для того, чтобы при передаче данных большого объёма можно было часто менять ключи в режиме симметричного шифрования.

Ректор МГУ Виктор Садовничий выступил с инициативой развития университета, основой которого было создание университетской квантовой сети. Первым этапом и стала разработка квантового телефона. В перспективе такими аппаратами оснастят другие подразделения МГУ.

Применение квантовой связи

Физические принципы, реализуемые в данном проекте, могут широко применяться в сфере безопасности и для обеспечения защиты банковских операций от взлома и мошенничества. Добавим, что в июне 2016 года Российский квантовый центр запустил первую линии связи между двумя отделениями банка, а спустя три месяца сотрудники МГУ сообщили о соединении двух точек в городах Подмосковья.

Важно отметить, что подобные проекты квантовой телефонии сейчас разрабатываются также в Европе, Китае и США. В Поднебесной чиновники уже пользуются квантово-зашифрованной сетью для безопасных телефонных звонков и передачи данных.

О чём True Mining Simulator?

Из описания следует, что игра нацелена, в первую очередь, на описание ежедневной рутины майнера. Игрок прочувствует все проблемы, которые обычно встают перед добытчиками криптовалют: как найти деньги на покупку необходимого оборудования, какие видеокарты стоит приобрести, каким образом организовать их питание, как предсказывать поведение крипторынка и вовремя продавать заработанные биткоины? И, наконец, как организовать свою жизнь, если почти весь бюджет уходит на криптоферму?

Собственно, здесь раскрывается причина, по которой мы делаем эту игру. Майнинг — он как шахматы: снаружи всё очень просто, внутри всё очень сложно. И мы предлагаем тебе самостоятельно разобраться во всех деталях майнинга, не покупая 10 видеокарт по 500 долларов за каждую.

Симуляция жизни

Что ещё может произойти в симуляторе? Ферму нужно собирать и поддерживать её работоспособность собственноручно. Параллельно добыче драгоценных коинов можно устроиться на обычную работу, которая поможет насобирать деньги на новое оборудование. Есть возможность переехать в более просторное помещение, если бизнес идёт в гору и вы располагаете достаточным бюджетом.

Ах, да! Помещение с криптофермой могут ограбить, либо оно просто сгорит от внезапно воспламенившейся видеокарты. И, если вы забудете пароль от своего виртуального криптокошелька, то никогда не станете биткойновым миллиардером, как братья Уинклвосс. Но и не забывайте о развлечениях — алкоголь и целомудренные девушки в вашем распоряжении, если, конечно, у вас ещё останутся деньги.

Но, если что-то пойдёт не по плану, то вот совет от разработчиков: у вас есть две почки, одну из которых можно продать. Всё на кон ради драгоценной валюты, которая существует только в цифровом виде. Но, глядя на её нынешний курс:

Мы хотим показать в игре быстрорастущий рынок криптовалют: как из электричества и видеокарт добываются несуществующие деньги, которые потом обмениваются на вполне реальные и тратятся самым неожиданным образом.

Когда сможем поиграть?

Впервые True Mining Simulator была продемонстрирована публике на международной выставке DevGAMM в Минске. Релиз ранней альфа-версии игры запланирован на 2018 год.

По заявлениям разработчиков, они не ожидали такого стремительного роста популярности их приложения. К сожалению, у этой медали есть и обратная сторона. Работа сети Ethereum почти встала. Всё благодаря увеличившемуся числу ожидающих транзакций — с начала декабря оно возросло в 20 раз. Единственным решением сложившейся проблемы является увеличение цены газа, необходимого для проведения транзакций. Таким образом разработчики хотят добиться замедления процесса разведения котов.

Предложения по решению проблемы

Первым делом разработчики предложили установить цену газа для проведения транзакций на отметке в 25 гвей. Но возможность переопределения цены осталась. Разработчики настоятельно не рекомендуют этого делать, иначе все попытки вернуть сеть в стабильное состояние будут напрасны, поскольку даже одна сделка с низкой ценой может привести в действие эффект домино.

Во-вторых, плата за появление нового котёнка на свет, которую необходимо отдать после вязки двух кошек, теперь составляет 0,015 ETH вместо 0,002 ETH. Отметим, что подобный налог на рождаемость повышается уже второй раз. Изначально он составлял 0,001 ETH.

В своём официальном пресс-релизе представители студии AxiomZen подробно объяснили повышение платы за рождение нового котёнка, а также выразили свои соболезнования по поводу необходимого увеличения платы на газ:

Мы знаем, что подобное повышение цен замедлит процесс разведения котиков, тем самым ухудшив ваше ощущение от игры. И мы невероятно разочарованы этим. Мы всё прекрасно понимаем и хотели бы найти другое решение сложившейся проблемы, но не в силах этого сделать.

Люди тратят безумные суммы реальных денег на игру. На момент публикации материала объём транзакций превысил 2,5 миллиона долларов, при этом самый первый котик (с ID, равным 1) был продан за рекордные 247 монет эфира (около 118 тысяч долларов, или почти 7 миллионов рублей). При этом самого дешёвого котёнка можно купить за 30 рублей, что наглядно показывает разброс цен.

Как устроена игра?

Но если отбросить абсурдность затеи в экономическом смысле, CryptoKitties — это действительно хороший способ познакомиться с Ethereum-блокчейном. Игра работает на пяти смарт-контрактах Ethereum, а пользователи взаимодействуют с ней через свой Ethereum-адрес. Сейчас проще всего делать это через Chrome-расширение MetaMask, позволяющее обмениваться эфириумом прямо в браузере. Затем нужно перейти на сайт CryptoKitties, который по сути является интерфейсом для взаимодействия со смарт-контрактами для продажи и разведения котят.

Сейчас игра является самым популярным смарт-контрактом в сети, генерируя от 10 до 15 процентов транзакций. Для сравнения, чуть меньше 9 процентов приходится на EtherDelta, популярную децентрализованную биржу криптовалют.

Такой объём трафика существенно замедляет проведение транзакций купли/продажи в игре, да и сам прецедент является своеобразным вызовом для всей сети Ethereum. Компания даже повысила «налог на рождаемость» котиков, чтобы удержать трафик блокчейна в рамках.

Но вернёмся к игре.

Как играть в CryptoKitties?

Игра началась со ста «котят-основателей» (Founder Kitties). До декабря каждые 15 минут появлялся 1 котёнок нулевого поколения (Gen 0), который продавался по цене, равной умноженному на 1,5 среднему арифметическому последних пяти проданных котят — но в течение 24 часов цена падала, пока кто-нибудь не купил бы его. Сейчас же новых котят можно получить только размножением.

Каждый может продать своего котёнка на аукционе, указав стартовую и конечную цены. Например, если выставить котёнка на 24-часовой аукцион со стартовой ценой 1 ETH и конечной 0 ETH и кто-то купит его через 12 часов после начала, то он заплатит 0,5 ETH.

Котят также можно разводить. В игре этот процесс называется Siring (осеменение). Владелец «кота» предлагает свои услуги «осеменителя» хозяину «кошки» за эфир. Таким образом, у одного игрока появляется заработанный эфириум, а у другого — новый котёнок.

У каждого котика есть кулдаун на повторное размножение, длящийся от часа до недели. Разумеется, что чем меньше этот промежуток, тем ценнее котёнок на рынке.

Каждый котёнок обладает 256-битным геномом, в котором хранится генетическая последовательность его характеристик: цвет фона, длительность кулдауна, усы, полосы и т.д. Некоторые из генов могут быть рецессивными: например, у котёнка без полос может родиться полосатый.

Важно отметить, что в игре нет «шкалы редкости» характеристик. Она независимо определяется сообществом, которое «голосует эфиром». Например, котята с золотым фоном продаются дороже других.

Изменять в котятах пользователи могут только имя, в котором они зачастую рекламируют ценные характеристики:

Прямо сейчас на сайте игры нельзя увидеть геном каждого котёнка, но поскольку исходные коды игры открыты, кто-нибудь наверняка найдёт способ настроить систему рекомендаций при «вязке». Тем не менее, в процессе есть некоторая доля случайности, которая позволяет получить более ценного котёнка.

Котята ранних поколений обычно стоят дороже, как в силу «редкости», так и потому, что у них обычно короче промежутки между вязками.

Разработчики зарабатывают, получая 3,75 % от всех транзакций купли/продажи и вязки. Отметим, что если продать котёнка напрямую через смарт-контракт, а не через сайт, то комиссия не спишется.

Каковы планы разработчиков?

В отличие от многих проектов, создатели CryptoKitties планировали развивать его вне зависимости от популярности. Мак Флавелль, руководитель проекта, рассказал TechCrunch, что команда распланировала улучшения игры на год вперёд. Основными целями являются улучшение интерфейса на всех платформах и упрощение знакомства с игрой.

Больше информации об игре можно найти в объёмном FAQ на её сайте.

Но, похоже, в скором времени появятся машины, представляющие безопасности криптовалюты реальную угрозу. Первые квантовые компьютеры уже находятся в стадии активной разработки.

Немного теории

Транзакции Bitcoin хранятся в распределённой системе, которая регулярно сопоставляет все происходящие в ней сделки (обычно раз в 10 минут). Вследствие этой процедуры появляется блок.

Каждый новый блок содержит в себе математически скомбинированное число под названием nonce. Nonce вместе с содержимым блока позволяют любому человеку проверить подлинность блока. Но вот генерация этого числа — очень трудоёмкий и затратный по времени процесс, осуществимый только «в лоб», прямым перебором. Процесс подбора nonce за вознаграждение в биткоинах называется майнинг.

После создания и проверки блок включается в общую цепочку. Если две группы майнеров одновременно подобрали два разных nonce, то согласно протоколу Bitcoin, в цепочку включается блок, над которым работало большинство, а другой отклоняется.

Слабое место

В таком случае, если группа майнеров контролирует больше 50% общей вычислительной мощности в сети, она всегда может «добывать» блоки быстрее оставшихся 49%. Таким образом, большинство может эффективно контролировать всю систему.

Если в большинстве окажутся злоумышленники, то они смогут заставить систему работать на себя и тратить биткоины дважды, удаляя необходимые транзакции и не позволяя ничему «лишнему» влиться в основную цепочку блоков. Квантовые компьютеры выведут процедуру «перехвата» на новый уровень. Их вычислительной мощности хватит на относительно быстрый (по сравнению с обычными компьютерами) взлом системы.

Более того, скорости квантовых компьютеров достаточно, чтобы быстро взламывать еще один защитный функционал криптовалют – приватные ключи.

Серьезное предупреждение

Однако исследователи призывают майнеров не беспокоиться, так как вычислительных мощностей современных видеокарт пока достаточно, чтобы обеспечить безопасное функционирование криптовалюты.

И все же, по словам экспертов, разработчикам стоит пересмотреть существующую систему протоколирования в блокчейне, иначе владельцы сверхбыстрых квантовых компьютеров очень скоро смогут «подмять» под себя Bitcoin.