Как вы обеспечиваете безопасность данных малых данных?

Когда я шифрую короткие сообщения, я добавляю к ним относительно длинную случайную соль перед шифрованием. Изменить другие предлагают добавить соль к полезной нагрузке.

Так, например, если я зашифрую поддельный номер кредитной карты 4242 4242 4242 4242. то, что я на самом деле шифрую

   tOH_AN2oi4MkLC3lmxxRWaNqh6--m42424242424242424

в первый раз, и

   iQe5xOZPIMjVWfrDDip244ZGhCy2U142424242424242424

второй раз и так далее.

Это случайное соление значительно препятствует подходу к таблице поиска, который вы описываете. Многие операционные системы предоставляют источники высококачественных случайных чисел, такие как *nix /dev/rand и модуль Windows RNGCryptoServiceProvider.

По-прежнему недопустимо хранить данные платежных карт таким образом без глубокоэшелонированной защиты и сертификации безопасности данных PCI.

Изменить. Некоторые схемы шифрования обрабатывают это соление как часть своей нормальной работы.

Если вы шифруете с помощью открытого ключа RSA, нет необходимости солить небольшие данные. Используйте заполнение OAEP. Заполнение вводит эквивалент случайной соли. Попробуйте: дважды зашифруйте номер кредитной карты одним и тем же открытым ключом RSA, используя дополнение OAEP, и посмотрите на результат. Вы увидите два разных значения, неотличимых от случайных данных.

Если вы шифруете с помощью симметричного ключа AES, вы можете использовать случайный IV для данных и хранить IV в открытом виде рядом с зашифрованным текстом. Попробуйте дважды зашифровать номер кредита в режиме AES CBC, например, каждый раз используя уникальный 16-байтовый (криптографически надежный) IV. Вы увидите два разных зашифрованных текста. Теперь, предполагая 16-байтовый ключ AES, попытайтесь перебрать эти два вывода, не зная ключа. Используйте только зашифрованный текст и 16-байтовые IV и попытайтесь узнать номер кредитной карты.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Это выходит за рамки вопроса, но, поскольку я упоминаю об этом в комментарии, если клиент может отправить вам произвольный зашифрованный текст для расшифровки («расшифровать информацию об этой кредитной карте»), вы не должны позволять клиенту видеть какую-либо разницу между ошибка заполнения при расшифровке по сравнению с любой другой ошибкой при расшифровке. Найдите "дополнительный оракул".

Если вам нужно зашифровать данные с помощью алгоритма симметричного ключа, хорошим выбором будет AES. Используйте такой режим, как CBC и случайный IV, это гарантирует, что шифрование одних и тех же данных будет давать разные результаты.

Добавьте PKCS#7, урожденный PKCS#5, для заполнения.

Если в данных есть реальная ценность, наймите эксперта в области криптографии, чтобы он помог с дизайном и последующей проверкой.

Асимметричное шифрование наиболее полезно для передачи зашифрованных данных между двумя сторонами. Например, у вас есть мобильное приложение, которое принимает номера кредитных карт и должно передать их на сервер для обработки. Вы хотите, чтобы общедоступное приложение (которое по своей сути небезопасно) могло шифровать данные, и только вы должны иметь возможность расшифровывать их в своей безопасной среде.

Хранение — совсем другое дело. Вы ничего не передаете незащищенной стороне или от нее, вы единственный, кто имеет дело с данными. Вы не хотите давать всем возможность расшифровывать вещи, если они взламывают ваше хранилище, вы хотите максимально усложнить задачу. Используйте симметричный алгоритм для хранения и включите уникальный вектор инициализации с каждым зашифрованным значением в качестве препятствия для расшифровки, если хранилище скомпрометировано.

PCI-DSS требует, чтобы вы использовали надежную криптографию, которую они определяют следующим образом.

На момент публикации примеры проверенных и принятых стандартов и алгоритмов минимальной стойкости шифрования включают AES (128 бит и выше), TDES (минимальная тройная длина ключей), RSA (2048 бит и выше), ECC (160 бит и выше). выше) и ElGamal (2048 бит и выше). См. специальную публикацию NIST 800-57, часть 1 (http://csrc.nist.gov/publications/). ) для получения дополнительных рекомендаций по стойкости криптографических ключей и алгоритмов.

Помимо этого, они в первую очередь занимаются управлением ключами, и на то есть веские причины. Взлом вашего хранилища поможет не так сильно, как фактическое наличие средств для расшифровки ваших данных, поэтому убедитесь, что ваш симметричный ключ управляется правильно и в соответствии с их требованиями.

Существует также область исследований под названием шифрование с сохранением формата, целью которой является помощь устаревшим системам. поддерживать ширину столбца и типы данных (номер социального страхования — это 9-значное число даже после шифрования и т. д.), позволяя при этом безопасно шифровать значения. Таким образом, шифрование может быть создано на низком уровне устаревшей системы без нарушения всех вышележащих уровней, зависящих от конкретного формата данных.

Иногда его называют шифрованием малого пространства, и эта идея также объясняется в документе Как шифровать сообщения в детерминированном шифровании небольшого домена и перетасовке Торпа, в котором дается введение в тему и представлен конкретный алгоритм, разработанный авторами. В статье Википедии упоминается множество других алгоритмов с аналогичной целью.

Если вы предпочитаете видеообъяснение темы, см. -Cut Shuffle: Small Domain Encryption Secure Against N Queries доклад из Crypto 2013. Он включает в себя графику, подробно описывающую работу нескольких алгоритмов, и некоторые ранние исследования безопасности таких проектов.