По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Седьмая часть тут.
Поля фиксированной длины - самый простой из описанных в словаре механизмов. Протокол определяет набор полей, какие данные содержит каждое поле и насколько велико каждое поле. Эта информация «встроена» в определение протокола, поэтому каждая реализация построена в соответствии с этими же спецификациями и, следовательно, может взаимодействовать друг с другом. Рисунок 1 иллюстрирует кодирование поля фиксированной длины, используемое в протоколе Open Shortest Path First (OSPF), взятом из RFC2328.
Ряд чисел в верхней части рисунка 1 указывает отдельные биты в формате пакета; каждая строка содержит 32 бита информации. Первые 8 битов указывают номер версии, вторые 8 битов всегда имеют номер 5, следующие 16 битов содержат общую длину пакета и так далее Каждое из этих полей дополнительно определяется в спецификации протокола с видом информации, переносимой в поле и как оно закодировано. Например:
Поле номера версии кодируется как целое число без знака. Это метаданные, указывающие словарь и грамматику, используемые для этого пакета. Если формат пакета необходимо изменить, номер версии может быть увеличен, что позволяет передатчикам и получателям использовать правильный словарь и грамматику при кодировании и декодировании информации в пакете
Число 5 указывает тип пакета в протоколе; это часть словаря, определенного в другом месте в документе стандартов, поэтому он просто вставляется как фиксированное значение на этом рисунке. Этот конкретный пакет является пакетом подтверждения состояния канала (Link State Acknowledgment Packet).
Длина пакета кодируется как целое число без знака, указывающее количество октетов (или наборов из 8 битов), содержащихся в полном пакете. Это позволяет размеру пакета варьироваться по длине в зависимости от объема передаваемой информации.
Формат поля фиксированной длины имеет несколько преимуществ. Прежде всего, местоположение любого фрагмента информации в пакете будет одинаковым для каждого пакета, что означает, что легко оптимизировать код, предназначенный для кодирования и декодирования информации вокруг формата пакета. Например, обычным способом обработки формата пакета фиксированной длины является создание структуры данных в памяти, точно соответствующей формату пакета; когда пакет считывается с провода, он просто копируется в эту структуру данных. Поля в пакете могут быть прочитаны напрямую.
Форматы фиксированной длины имеют тенденцию быть несколько компактными. Метаданные, необходимые для кодирования и декодирования данных, передаются «вне протокола» в форме спецификации протокола. Сами пакеты содержат только значение и никогда не содержат никакой информации о значениях. С другой стороны, форматы фиксированной длины могут тратить много места на буферизацию полей, чтобы они всегда были одинаковой длины. Например, десятичное число 1 может быть представлено одной двоичной цифрой (один бит), тогда как десятичное число 4 требует 3 двоичных цифры (три бита); если поле фиксированной длины должно быть в состоянии представить любое число от 0 до 4, оно должно быть длиной не менее 3 битов, даже если два из этих битов иногда «теряются» при представлении меньших десятичных чисел.
Форматы фиксированной длины также часто занимают место, выравнивая размеры полей по общим границам памяти процессора, чтобы повысить скорость обработки. Поле, которое должно принимать значения от 0 до 3, даже если для представления полного набора значений требуется только два бита, может быть закодировано как 8-битовое поле (полный октет), чтобы обеспечить всегда выравнивание следующего поля на границе октета для более быстрой обработки в памяти.
Гибкость - то, где кодирование фиксированной длины часто сталкивается с проблемами. Если какое-либо поле определено как 8-битное значение (один октет) в исходной спецификации, нет очевидного способа изменить длину поля для поддержки новых требований. Основной способ решения этой проблемы в схемах кодирования с фиксированной длиной - через номер версии. Если длина поля должна быть изменена, номер версии изменяется в форматах пакетов, поддерживающих новую длину поля. Это позволяет реализациям использовать старый формат, пока все устройства в сети не будут обновлены для поддержки нового формата; после того как все они обновлены, вся система может быть переключена на новый формат, будь то больше или меньше.
Поскольку многие люди и устройства подключаются к Интернету, и мы все обмениваемся данными, конфиденциальность является серьезной проблемой для всех. Представьте себе, что вы отправляете конфиденциальный файл другу через Интернет, но вас беспокоит, не перехватывает ли злоумышленник ваши сообщения и не просматривает ли он их. Для обеспечения безопасности ваших данных используется криптография, гарантирующая, что доступ к данным имеет только уполномоченное лицо. С помощью криптографии мы можем шифровать наши сообщения, чтобы сохранить их в тайне от несанкционированных сторон, таких как злоумышленники. Даже если злоумышленник сможет перехватить наши зашифрованные данные, он не сможет просмотреть содержимое зашифрованного сообщения.
В этой статье вы узнаете о различных стандартах и алгоритмах шифрования и о том, как они используются для обеспечения конфиденциальности данных в сети. Кроме того, вы узнаете о методах, которые злоумышленники используют для получения секретного ключа и дешифрования. Кроме того, вы узнаете о различных методах хеширования, которые используются для проверки целостности данных. Затем вы изучите как симметричные, так и асимметричные алгоритмы, а также инфраструктуру открытых ключей (Public Key Infrastructure - PKI).
Понимание необходимости криптографии
В мире информационной безопасности конфиденциальность данных - очень актуальная тема. Все обеспокоены тем, как используются их данные и какие меры безопасности используются для защиты их данных в системах и сетях. В компьютерном мире криптография применяется для защиты наших данных от посторонних лиц.
Что такое криптография? Это методы кодирования чувствительной информации с помощью математических алгоритмов, которые затрудняют понимание результата другими людьми, кроме тех, кто уполномочен.
Криптография уже много лет используется различными военными организациями для защиты их связи. Сегодня, в эпоху цифровых технологий, мы используем криптографию, чтобы защитить коммуникации между источником и получателем.
Чтобы лучше понять, представьте, что вы создаете документ на своем компьютере. Если кто-либо получит доступ к документу, он сможет прочитать его содержимое, и для этого документа нет никакого уровня конфиденциальности. Для защиты данных может применяться процесс шифрования для преобразования данных в формат, доступный для чтения только вам и тем, кто имеет соответствующие полномочия. Это означает, что, если злоумышленник получит зашифрованный файл, то не сможет прочитать фактическое содержимое файла, но увидит зашифрованное сообщение.
Любые данные (сообщения), которые не зашифрованы, называются открытым текстом. Если кто-то получит доступ к открытому тексту, он сможет прочитать его содержимое. Чтобы зашифровать сообщение, открытый текст обрабатывается специальным алгоритмом, который преобразует сообщение с открытым текстом в нечитаемый формат. Этот алгоритм называется шифром. Шифр также использует ключ для выполнения процесса шифрования, чтобы преобразовать сообщение в зашифрованный текст. Зашифрованный текст - это зашифрованный формат открытого текста, который не может прочитать никто, кроме тех, кто имеет к нему доступ.
Ключ используется в процессе шифрования, поскольку он добавляет дополнительный уровень безопасности к зашифрованному тексту. Без ключа злоумышленник не сможет выполнить криптоанализ, который представляет собой метод, используемый для дешифровки, взлома или шифрования данных.
На следующем рисунке показан процесс криптографии:
Шифрование данных и криптография играют важную роль в современном мире. Мы используем криптографию для защиты данных в состоянии покоя и данных в движении (при передаче). Данные в состоянии покоя - это терминология, используемая для описания данных, которые хранятся на носителе без доступа приложения или пользователя, в то время как данные в движении - это данные, которые передаются от источника к месту назначения, например, по сети.
Существует множество технологий шифрования, таких как Microsoft BitLocker, Apple FileVault и Linux Unified Key Setup (LUKS), которые встроены в их собственные операционные системы. Эти собственные технологии шифрования позволяют пользователю создать логический зашифрованный контейнер хранения в своей операционной системе. Пользователи могут помещать файлы в контейнер и шифровать их, блокируя контейнер. Этот метод позволяет пользователям защитить свои данные в состоянии покоя от любых злоумышленников, которые могут поставить под угрозу компьютер жертвы.
Существует множество безопасных и небезопасных сетевых протоколов, которые передают ваши данные по сети. Небезопасные сетевые протоколы не шифруют ваши данные и передают их в виде открытого текста. Если злоумышленник сможет перехватить сетевые пакеты, злоумышленник сможет увидеть все ваши сообщения в виде открытого текста.
В следующем рисунке показан захват пакета, содержащего трафик Telnet внутри Wireshark:
Представьте, что вы являетесь злоумышленником. Вы можете использовать такой инструмент, как Wireshark, для повторной сборки всех пакетов, показанных на предыдущем рисунке, между исходным и конечным хостами. Это позволит вам увидеть весь сетевой диалог между источником (192.168.0.2) и получателем (192.168.0.1) следующим образом:
Как показано на предыдущем скриншоте, мы можем видеть диалог между клиентом и сервером Telnet. Содержимое, красного цвета, - это то, что отправляется от клиента на сервер, в то время как содержимое, синего цвета, - это то, что отправляется с сервера обратно клиенту. Wireshark имеет функцию отслеживания потока пакетов и представления информации в виде преобразования для нас в удобочитаемом формате. На скриншоте обратите внимание, что мы можем видеть логин и пароль пользователя для входа, который отправляется по сети с помощью Telnet.
Элементы криптографии
Многие думают, что криптография используется для шифрования данных в компьютерном мире. Это утверждение верно, но криптография также имеет дополнительные ключевые преимущества для защиты данных, такие как:
Конфиденциальность
Целостность
Аутентификация источника
Невозможность отказа от отвественности
Конфиденциальность определяется как сохранение чего-либо, например, объекта или данных, в тайне от посторонних лиц. В вычислительном мире этого можно достичь с помощью алгоритмов шифрования данных, просто зашифровав текстовое сообщение с помощью шифра и ключа. Если неавторизованное лицо или злоумышленник получает зашифрованные данные (зашифрованный текст) без ключа, то он не сможет расшифровать зашифрованное сообщение.
Конфиденциальность позволяет нам отправлять защищенные сообщения (данные) между источником и получателем без необходимости беспокоиться о том, перехватывает ли кто-то наши логины и пароли во время их передачи по сети. Шифрование данных позволяет нам защитить наши данные от различных типов атак, таких как Man in the Middle (MiTM). Как только данные будут зашифрованы, злоумышленник не сможет просматривать содержимое фактических данных.
Целостность играет жизненно важную роль в области информационной безопасности. Это помогает нам определить, изменяются ли данные или нет, когда они передаются от источника к месту назначения. В эпоху цифровых технологий пользователи всегда отправляют сообщения определенного типа между одним устройством и другим. Даже операционная система на хост-устройствах всегда обменивается информацией в сети. Представьте, что вы отправляете сообщение другу через мессенджер на вашем смартфоне. Как ваш друг узнает, что сообщение не было изменено неавторизованным лицом в процессе передачи? Это серьезная проблема, и, к счастью, существует метод, известный как хеширование, который позволяет устройству проверять целостность входящего сообщения (данных) от источника.
Аутентификация - это процесс подтверждения вашей личности в системе. Без аутентификации любой человек сможет получить доступ к устройству и выполнять любые действия без какой-либо ответственности. В криптографии аутентификация используется для того, чтобы помочь нам проверить и подтвердить источник или отправителя сообщения, что называется аутентификацией источника. Сообщение может быть подписано цифровой подписью с помощью цифрового сертификата, принадлежащего отправителю. Когда адресат получает сообщение, получатель может использовать информацию, содержащуюся в цифровом сертификате источника, для проверки подлинности сообщения. Другими словами, чтобы определить, действительно ли сообщение исходило от отправителя, а не от злоумышленника.
Невозможность отказа от ответственности (Non-repudiation) используется для предотвращения отрицания пользователем того, что он выполнили какое-либо действие. Типичный пример: представьте, что во время обеда вы посещаете местную кофейню, чтобы выпить напиток. В кассе вы создаете заказ, производите оплату и получаете счет с заказанными вами товарами. Вся информация о транзакции, которую вы только что завершили, печатается в квитанции (счете), такая как время и дата, количество и тип товаров, имя кассира и местонахождение отделения. Эта информация также записывается в базе данных кофейни, поэтому вы не сможете отрицать свое посещение и покупку в этом магазине.
Теперь немного обсудим характеристики различных типов шифров, которые используются в алгоритмах шифрования данных.
Шифр подстановки
В каждом типе алгоритма шифрования (шифра) используется секретный ключ, обеспечивающий конфиденциальность сообщения. В шифре подстановки секретный ключ - это смещение буквы в исходном сообщении. Это означает, что количество букв в текстовом сообщении не изменяется после того, как оно проходит через шифр и становится зашифрованным текстом.
Чтобы лучше понять, как работает шифр подстановки, давайте взглянем на очень известный шифр, шифр Цезаря, который существует уже довольно давно. Его методы шифрования просто сдвигают букву алфавита. Шифрование с использованием ключа k = 3. Буква «Е» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «З». Твёрдый знак, перемещенный на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:
Исходный алфавит: АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
Шифрованный: ГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВ
Оригинальный текст:
Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.
Шифрованный текст получается путем замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:
Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.
Поэтому, если злоумышленник перехватит зашифрованный текст во время передачи по сети, не зная секретного ключа, то сообщение останется в безопасности.
Перестановочный шифр
Другой тип шифра - перестановочный шифр. Этот шифр не сдвигает ни одной буквы сообщения. Он просто переставляет буквы в каждом слове. Один тип перестановочного шифра известен как столбчатый шифр транспонирования. Этот шифр сохраняет одни и те же буквы каждого слова на месте, но создает столбец фиксированного размера. Рассмотрим простой текст hello world, и давайте применим технику простого столбчатого преобразования, как показано ниже
Символы простого текста располагаются горизонтально, а зашифрованный текст создается в вертикальном формате: holewdlolr. Теперь получатель должен использовать ту же таблицу, чтобы расшифровать зашифрованный текст в обычный текст.
Другой разновидностью перестановочного шифра является шифр рельсового ограждения. Этот шифр записывает выходные данные в зигзагообразном формате. Например, результат записывается по диагонали, начиная слева направо. Используя наш пример предложения, thequickbrownfoxjumpsoverthelazydog (без пробелов), еще раз в качестве нашего открытого текста и ключа в виде трех рельсов, мы получим следующий результат в данном типе шифрования:
На предыдущем рисунке, показано, как слова написаны по диагонали. Чтобы создать зашифрованный текст, сообщение читается от верхней строки до последней строки. Это создаст следующий зашифрованный текст:
tubnjsrldhqikrwfxupoeteayoecoomvhzg
И снова, если злоумышленник перехватит зашифрованный текст, сообщение останется в безопасности до тех пор, пока злоумышленник не узнает (получит) секретный ключ.
Работа SR (Segment Routing) в MPLS и SR в IPv6 аналогична во всех отношениях, за исключением того, как передается и обрабатывается стек меток. Заголовки SR в IPv6 переносятся в поле метки потока, показанном на рисунке 8.
В реализации IPv6 SR стек меток SR переносится в заголовке маршрутизации заголовка пакета IPv6. Информация в этом заголовке предназначена специально для предоставления информации об узлах, через которые "этот пакет" должен проходить при маршрутизации по сети, поэтому он служит той же цели, что и стек меток SR. В случае реализации SR IPv6 каждая метка имеет длину 128 бит, поэтому в качестве SID можно использовать некоторый локальный IPv6-адрес.
Один интересный момент заключается в том, что спецификации IPv6 указывают, что заголовок IPv6 не должен изменяться маршрутизатором при обработке пакета (более подробную информацию см. В RFC8200). Вместо того, чтобы выталкивать (pop), проталкивать (push) и менять местами метки, SR IPv6 полагается на то, что каждый узел на пути имеет указатель на текущую метку в обрабатываемом стеке.
Метки маршрутизации сегментов сигнализации
SR технически является механизмом маршрутизации источника, потому что источник выбирает путь через сеть-хотя маршрутизация источника в SR может быть гораздо более свободной, чем традиционная маршрутизация источника. Для каждой метки в стеке существует два возможных способа обработки пакета узлом вдоль пути:
Метка содержит подробные инструкции о том, как пакет должен обрабатываться на этом устройстве: POP или CONTINUE сегмента (метки) и обработать пакет соответствующим образом.
Метка не содержит явных инструкций о том, как пакет должен обрабатываться на этом устройстве: использовать информацию о локальной маршрутизации для пересылки пакета и CONTINUE сегмента.
Ни в том, ни в другом случае узел обработки не должен знать обо всем пути для коммутации пакета: он либо просто следует по указанному пути метки, либо обрабатывает пакет на основе чисто локальной информации. Благодаря этой парадигме передача сигналов SR проста. Необходимы два типа сигнализации.
Локальный узел, префикс и SID смежности, назначенные узлу в сети, должны быть объявлены каждым узлом в сети. Эта передача сигналов в основном осуществляется в протоколов маршрутизации. Например, протокол от промежуточной системы к промежуточной системе (IS-IS) расширен черновым вариантом расширений (Intermediate System to Intermediate System- IS-IS) для Segment Routing1 для переноса SID префиксов с использованием значения длины подтипа (sub-TLV), как показано на рисунке 9.
Также для стандартизации предлагаются расширения к другим протоколам маршрутизации и уровня управления. Поскольку расчет пути в SR основан на источнике, нет необходимости переносить путь в протоколе распределенной маршрутизации. Единственная реальная необходимость - предоставить каждому узлу в сети информацию, необходимую для переноса информации об узле SR, префиксе и смежности.
В случае, когда пути SR вычисляются централизованным устройством или контроллером, должен быть способ объявить путь метки, который будет использоваться для достижения определенного назначения. Были предложены расширения для Border Gateway Protocol (BGP) в политике маршрутизации объявленных сегментов в BGP,2 и в протоколе Path Computation Element Protocol (PCEP) в расширениях PCEP для Segment Routing.3 Эти два вида объявления отделены друг от друга, поскольку единственным узлом в сети, который должен либо вычислить, либо наложить список сегментов, является головной узел туннеля или точка, где трафик входит в путь сегмента.