Разбираться в том, какие бывают виды и типы шифрования, необходимо каждому, кто занимается защитой информации или разработкой софта. Сегодня криптография — это не просто выбор алгоритма вроде AES или RSA, а комплексный подход к безопасности данных. В этой статье мы классифицируем основные методы шифрования, разберем разницу между симметричными и асимметричными схемами, а также выясним, чем "открытое" шифрование отличается от "закрытого" и как не допустить критических ошибок в реализации протоколов.
Шифрование как термин: почему люди спорят, хотя говорят об одном и том же
Если вы хоть раз слышали фразу "да у нас все зашифровано по RSA", можете смело ставить галочку в чек-листе типичных заблуждений. В реальной жизни шифрование почти никогда не бывает "одним алгоритмом". Это набор техник: как породить ключ, как им обменяться, как упаковать данные, как проверить целостность и что делать, когда ключ украли.
Поэтому классификация нужна не ради академичности, а чтобы быстро отвечать на практический вопрос: что именно мы защищаем - канал связи, файл на диске, бэкап в облаке или отдельные поля в базе. Разные цели тянут за собой разные ограничения: скорость, количество участников, удобство ротации ключей, совместимость.
Самая полезная ось классификации - по типу ключей. Тут появляются пары терминов, которые часто путают: симметричное и асимметричное, а также "закрытое" и "открытое". В русскоязычной речи "закрытое шифрование" обычно означает общий секретный ключ (симметрия), а "открытое" - публичный ключ и приватный ключ (асимметрия). Это не идеальные слова, но в разговорах встречаются постоянно.
Другая ось - по форме данных и реализации. "Цифровое шифрование" почти всегда означает просто шифрование данных в цифровом виде (то есть практически все современное), а "электронное" - что оно реализовано средствами электроники и софта, а не механикой и бумажными таблицами. Звучит банально, но именно на этой почве рождаются странные сравнения и маркетинговые формулировки.
Наконец, есть третья ось - по режимам и композициям. Один и тот же алгоритм может быть безопасным или опасным в зависимости от режима, наличия аутентификации (AEAD), корректности IV/nonce и управления ключами. И вот тут начинается самое интересное.
Симметричное (закрытое) шифрование: принципы работы, алгоритм AES и режимы
Симметричное шифрование - это когда у отправителя и получателя один и тот же секретный ключ. Оно быстрое, хорошо масштабируется по объему данных и именно оно обычно шифрует "мегабайты и гигабайты" - диски, архивы, трафик внутри TLS после рукопожатия, вложения в мессенджерах.
Самый известный представитель - AES, который закреплен как стандарт и активно используется в индустрии и госстандартах разных стран. Если хотите первоисточник, он живет в документе NIST FIPS. Но важно помнить: "AES" - это не готовое решение, а базовый примитив. Без режима работы и правил для nonce/IV это как двигатель без коробки передач.
По конструкции симметричные шифры делят на блочные и потоковые. Блочные (AES) работают блоками фиксированного размера и требуют режимов вроде CBC, CTR, GCM. Потоковые (ChaCha20) генерируют псевдослучайный поток, который смешивается с данными. В современном продакшене почти всегда хотят не просто конфиденциальность, а еще и защиту от подмены, поэтому любят AEAD-схемы: AES-GCM или ChaCha20-Poly1305.
Когда симметрия "ломается" на практике? Обычно из-за ключей и повторов. Повторили nonce в AEAD - получили шанс на катастрофу. Взяли один ключ "на все времена" - сами себе написали сюжет для инцидента. Использовали ECB, потому что "проще" - увидели узоры на картинке и закономерности в данных. Это не теория, а набор граблей, на которые наступают даже опытные команды.
Мини-чек-лист, если вам нужно симметричное шифрование в продукте:
- Выбирайте AEAD (например, AES-GCM или ChaCha20-Poly1305), чтобы не склеивать шифрование и MAC вручную.
- Генерируйте nonce/IV правильно: уникальность важнее "случайности".
- Делайте ротацию ключей и разделяйте ключи по контекстам (файлы отдельно, сессии отдельно).
- Не путайте хеширование с шифрованием: SHA-256 не "шифрует", а считает отпечаток.
Асимметричное (открытое) шифрование: пара ключей, RSA, эллиптические кривые и гибридные схемы
Асимметрия - это история про пару ключей: публичный можно раздавать всем, приватный хранится у владельца. На бумаге звучит магически удобно, но в реальности асимметричные операции заметно тяжелее симметричных, поэтому ими редко шифруют большие данные напрямую. Их сильная сторона - обмен ключами, подписи и построение доверия.
Классические примеры: RSA и криптография на эллиптических кривых (ECC). RSA часто используют для совместимости и инфраструктуры, ECC - за более компактные ключи при сопоставимой стойкости. Но опять же, важен не бренд алгоритма, а то, как вы его применяете и какие параметры выбрали. В практической разработке обычно проще следовать библиотекам и протоколам, которые уже "встроили" здравые значения.
В интернете асимметрия чаще всего живет в гибридных схемах. Сценарий такой: асимметрия договаривается о свежем симметричном ключе, а дальше все данные летят на симметрии. Это ровно то, что делает TLS 1.3, стандарт которого описан в RFC. На уровне ощущений это выглядит как "сайт на HTTPS", но внутри там аккуратная комбинация обмена ключами, шифрования и аутентификации.
Отдельный класс - цифровые подписи. Подпись не шифрует, а доказывает авторство и целостность. Это важно для обновлений, пакетов, документов, а еще для того, чтобы вы не скачали "тот же архив, но с сюрпризом". И да, подпись часто путают с шифрованием, потому что и там и там фигурируют ключи и математика.
Как понять, что вам нужна асимметрия? Если у вас много клиентов, публичные ключи проще распределять, чем секреты. Если нужен аудит и неотказуемость - это подписи. Если вы строите защищенный канал связи - почти наверняка гибрид через TLS или аналогичный протокол, а не "самописный RSA поверх сокета".
Дополнительные категории: цифровое, электронное и аппаратное шифрование
Слова "цифровое" и "электронное" часто используются как будто это отдельные виды шифрования. На практике это скорее про среду и исполнение. Цифровое - потому что мы шифруем байты. Электронное - потому что делаем это на CPU, в прошивке, в HSM или в железном модуле шифрования диска. К криптографической сути это не добавляет нового класса алгоритмов, но помогает обсуждать риски реализации.
Например, шифрование "на диске" (full disk encryption) упирается в то, где хранится ключ и как защищен загрузчик. Шифрование "в базе" упирается в управление ключами и доступы приложений. А шифрование "в канале" упирается в проверку сертификатов и настройку протокола. Алгоритм может быть один и тот же, а модель угроз - совершенно разная.
Двойное шифрование (иногда пишут и странно: "двух шифрование") тоже не отдельная магическая категория. Это просто последовательное применение двух слоев защиты. Оно бывает полезным, когда слои независимы: например, вы шифруете файл ключом пользователя, а затем весь контейнер еще и ключом устройства. Но оно же может быть бессмысленным, если вы дважды шифруете одним и тем же ключом или повторяете ошибки с nonce.
Чтобы не утонуть в словах, держите простую практическую классификацию по задачам:
- Шифрование данных: AES-GCM, ChaCha20-Poly1305, режимы для дисков и архивов.
- Обмен ключами и каналы: TLS, Noise-протоколы, гибридные схемы.
- Аутентификация и целостность: подписи (EdDSA/ECDSA/RSA-PSS), MAC и хэши.
- Хранение ключей: HSM, TPM, аппаратные анклавы, менеджеры секретов.
И маленький финальный совет из разряда "сэкономит вам неделю": не изобретайте протоколы. Выбирайте стандартные конструкции, библиотеки и режимы, а усилия тратьте на ключи, обновления, мониторинг и безопасные настройки по умолчанию. В 2026 году выиграет не тот, кто знает больше названий алгоритмов, а тот, кто реже допускает тривиальные ошибки в реализации.
Практический словарик криптографических терминов (от AEAD до IV)
Если после прочтения в голове остались nonce, AEAD, IV и ощущение "а можно попроще", вот короткая шпаргалка. Она не заменяет документацию, но помогает быстро вспомнить, о чем речь, когда обсуждаете схему или дебажите интеграцию.
- Шифрование - преобразование данных в вид, который нельзя прочитать без ключа.
- Симметричное шифрование - один секретный ключ и для шифрования, и для расшифрования.
- Асимметричное шифрование - пара ключей: публичный для распространения и приватный для владельца.
- Открытый ключ - часть пары асимметрии, которую можно публиковать без ущерба для секрета.
- Закрытый ключ - приватная часть пары, потеря которой обычно означает "все плохо".
- AES - популярный симметричный блочный шифр, обычно используется как базовый примитив.
- Режим работы - способ применить блочный шифр к данным произвольной длины (CBC, CTR, GCM и т.д.).
- AEAD - шифрование с аутентификацией, где вместе с конфиденциальностью получается еще и защита от подмены.
- MAC - код аутентификации сообщения, проверяет целостность и подлинность при общем секретном ключе.
- Цифровая подпись - проверяемое доказательство авторства и целостности, обычно через приватный ключ подписанта.
- Хеш - "отпечаток" данных фиксированной длины, полезен для контроля целостности, но не для сокрытия.
- IV - инициализирующее значение для режима, часто публичное, но критичное по правилам использования.
- Nonce - значение, которое должно быть уникальным для операций с одним ключом (часто путают со "случайным").
- TLS - протокол защиты соединения, который обычно использует асимметрию на старте и симметрию для трафика.
- Рукопожатие - этап согласования параметров и ключей перед тем, как пойдут зашифрованные данные.
- Ротация ключей - регулярная замена ключей, чтобы ограничить ущерб от утечек и ошибок.
- HSM - аппаратный модуль, который хранит ключи и выполняет криптооперации так, чтобы ключи не "вылезали" наружу.
- TPM - модуль доверенной платформы, часто используется для привязки ключей к устройству и сценариев безопасной загрузки.
- Двойное шифрование - два независимых слоя шифрования, которые могут усилить защиту, если сделаны грамотно.
Как пользоваться этим словариком: когда в переписке или тикете встречается термин, попробуйте подставить определение и спросить себя "что тут может пойти не так". В криптографии половина победы - задавать правильные вопросы до того, как случится инцидент.
Понравился разбор? Вопросы криптографии и информационной безопасности – тема глубокая и постоянно меняющаяся. Чтобы не пропустить новые технические гайды, разборы уязвимостей и советы по архитектуре защищенных систем – следите за моими постами в моем профиле.
