Pe scurt
Securitatea informatică asigură confidențialitatea, integritatea și autenticitatea datelor prin criptare și semnături digitale. Criptarea transformă textul clar în text cifrat folosind algoritmi simetrici sau asimetrici, iar semnătura digitală verifică autenticitatea și integritatea unui mesaj prin utilizarea funcțiilor hash și a cheilor publice/private. În România, la Bacalaureat, se cere înțelegerea acestor principii și a aplicațiilor lor în securizarea comunicărilor și tranzacțiilor online.
Ce este securitatea informatică?
Securitatea informatică reprezintă ansamblul de măsuri și tehnici prin care se asigură
confidențialitatea,
integritatea și
autenticitatea datelor în mediul digital.
Criptarea – definiție și tipuri
Criptarea este procesul de transformare a unui text clar (plaintext) într-un text cifrat (ciphertext) folosind un algoritm și o cheie. Există două tipuri principale:
- Criptare simetrică – aceeași cheie este utilizată atât pentru criptare, cât și pentru decriptare (exemplu: AES, DES)
- Criptare asimetrică – se folosesc două chei diferite: una publică și una privată, în sistemul de tip cheie publică-cheie privată (exemplu: RSA, ECC)
Criptarea asimetrică este fundamentală pentru schimbul sigur de chei și pentru semnăturile digitale.
Semnătura digitală – definiție și proces
Semnătura digitală este un mecanism care asigură autenticitatea unui mesaj sau document și integritatea acestuia. Procesul implică:
- Generarea unui hash (rezumat) al mesajului printr-o funcție hash (SHA-256)
- Criptarea hash-ului cu cheia privată a expeditorului
- Atașarea hash-ului criptat la mesaj
La recepție, destinatarul
- Decriptează hash-ul cu cheia publică a expeditorului
- Recalculează hash-ul mesajului
- Compară cele două valori
Dacă sunt identice, semnatura este validă, confirmând că mesajul nu a fost modificat și că provine de la expeditorul declarat.
Aplicații practice și concepte avansate
În România, la Bacalaureat, se cere înțelegerea principiilor criptografice și a modului de utilizare a semnăturilor digitale în securizarea comunicărilor (
SSL/TLS) și a tranzacțiilor online. Noțiuni avansate includ:
- Atacuri asupra sistemelor criptografice – brute-force, atacuri cu text clar ales
- Perfect forward secrecy
- Infrastructura cu chei publice (PKI) – gestionează certificatele digitale emise de autorități de certificare (CA)
Exemple
- Exemplul 1 (Criptare simplă cu substituție): Textul 'BAC' se criptează prin deplasarea fiecărei litere cu 3 poziții în alfabet (Cezar). Rezultat: 'EDF'. Aceasta este o criptare simetrică, dar nesigură, deoarece se poate sparge prin analiza frecvenței literelor.
- Exemplul 2 (Criptare asimetrică RSA): Se aleg două numere prime p=5, q=7. Se calculează n=p*q=35 și φ(n)=(p-1)*(q-1)=24. Se alege e=5 (coprim cu 24) și se calculează d=5 (inversul lui e mod 24). Cheia publică este (5,35), cea privată (5,35). Pentru a cripta mesajul m=2, se calculează c=m^e mod n = 2^5 mod 35 = 32 mod 35 = 32. Decriptarea: m=c^d mod n = 32^5 mod 35 = 2. În practică se folosesc numere prime foarte mari.
- Exemplul 3 (Semnătură digitală): Alice trimite mesajul 'Salut' lui Bob. Ea calculează hash-ul mesajului cu SHA-256, obținând un șir hexazecimal. Apoi criptează hash-ul cu cheia sa privată RSA. Bob primește mesajul și semnătura. El decriptează semnătura cu cheia publică a lui Alice, obținând hash-ul original. Calculează hash-ul mesajului primit și îl compară. Dacă coincid, semnătura este validă. Astfel, Bob știe că mesajul nu a fost modificat și că vine de la Alice.
Concepte cheie
- Criptare simetrică vs asimetrică
- Cheie publică și cheie privată
- Funcție hash (SHA-256)
- Semnătură digitală – creare și verificare
- Integritate și autenticitate
- Infrastructură cu chei publice (PKI)
- Atacuri criptografice (brute-force, man-in-the-middle)
Verifică-te!
- Care sunt cele două tipuri principale de criptare și care este diferența fundamentală dintre ele?
- Ce rol joacă funcția hash în procesul de creare a unei semnături digitale?
- Ce confirmă validarea unei semnături digitale de către destinatar?