Cos'è un cifrario?

Un cifrario è un crittografia dei dati strumento progettato per proteggere le informazioni sensibili trasformando il testo in chiaro in codice illeggibile. Garantisce che solo gli utenti autorizzati con la chiave di decrittazione corretta possano accedere ai dati originali, fornendo una solida protezione contro l'accesso non autorizzato e minacce informatiche.

Cos'è un cifrario?

Un cifrario è un metodo o algoritmo utilizzato per convertire i dati leggibili, noti come testo in chiaro, in un formato codificato chiamato testo cifrato, assicurando che le informazioni diventino illeggibili per individui non autorizzati. Questo processo, noto come crittografia, trasforma i dati in una forma sicura e incomprensibile che può essere ripristinata al suo stato originale solo utilizzando uno specifico chiave di decrittazione noti solo alle parti autorizzate.

I cifrari sono fondamentali per la crittografia moderna, e costituiscono la spina dorsale delle comunicazioni sicure e dei sistemi di protezione dei dati. Sono ampiamente impiegati per proteggere le informazioni sensibili, sia in transito or a riposo, dall'essere intercettato o accessibile da attori malintenzionati. Un cifrario in genere coinvolge algoritmi matematici complessi che codificano i dati in base alla chiave di crittografia, rendendo computazionalmente impossibile per utenti non autorizzati violare il codice senza accesso alla chiave.

I cifrari possono essere simmetrici, dove la stessa chiave viene utilizzata per la crittografia e la decrittografia, o asimmetrici, dove chiavi diverse vengono utilizzate per ogni processo, migliorando la sicurezza e la funzionalità in diversi scenari di crittografia. Come pietra angolare di sicurezza informatica, i cifrari vengono utilizzati in varie applicazioni, tra cui la messaggistica sicura, l'online banking e l'archiviazione dei dati, per salvaguardare i dati personali, finanziari e aziendali.

Esempio di cifratura

Un esempio di cifrario è il Advanced Encryption Standard (AES). AES è un algoritmo di crittografia a chiave simmetrica, ovvero la stessa chiave viene utilizzata sia per crittografare che per decrittografare i dati. È stato stabilito come standard di crittografia dal National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti nel 2001 ed è ampiamente utilizzato per proteggere i dati sensibili in varie applicazioni, tra cui la crittografia dei file, VPNe comunicazioni sicure.

AES opera su blocchi di dimensioni fisse di 128 bit e supporta lunghezze di chiave di 128, 192 o 256 bit, offrendo un elevato livello di sicurezza ed efficienza. Grazie alla sua forza e resistenza agli attacchi, AES è la scelta preferita da governi, istituzioni finanziarie e molte organizzazioni in tutto il mondo per garantire la riservatezza e integrità dei loro dati.

Come funziona un cifrario?

Ecco come funziona in genere un cifrario, suddiviso in passaggi chiave:

1. Input di testo normale. Il processo inizia con i dati originali e leggibili noti come testo in chiaro, che possono essere qualsiasi cosa, da un messaggio di testo a un filettoQuesti sono i dati che devono essere crittografati.
2. Generazione di chiavi. Viene generata una chiave crittografica. Questa chiave è essenziale sia per la crittografia che per la decrittografia dei dati. Nella crittografia simmetrica, la stessa chiave viene utilizzata per entrambi i processi, mentre nella crittografia asimmetrica, chiavi diverse vengono utilizzate per la crittografia e la decrittografia.
3. Algoritmo di crittografia (cifra). L'algoritmo di crittografia, o cifrario, prende il testo in chiaro e la chiave crittografica come input. Applica una serie di operazioni matematiche per codificare il testo in chiaro in un formato incomprensibile, noto come testo cifrato. Queste operazioni potrebbero includere sostituzione, trasposizione o manipolazione di bit, a seconda del tipo di cifrario utilizzato.
4. Output del testo cifrato. Una volta che l'algoritmo di crittografia elabora il testo in chiaro, produce il testo cifrato. Questa è la versione crittografata dei dati, ed è illeggibile senza la chiave di decifratura corretta.
5. Trasmissione o archiviazione. Il testo cifrato viene quindi archiviato in modo sicuro o trasmesso attraverso una rete. Poiché i dati sono crittografati, rimangono protetti, anche se intercettati da parti non autorizzate.
6. Processo di decrittazione. Quando un destinatario o un sistema autorizzato deve accedere ai dati originali, il testo cifrato viene immesso nell'algoritmo di decifratura, insieme alla chiave di decifratura corretta. Ciò inverte il processo di crittografia, trasformando di nuovo il testo cifrato in testo normale leggibile.
7. Recupero del testo in chiaro. Dopo la decifratura, il testo in chiaro originale viene recuperato, consentendo alla parte autorizzata di accedere alle informazioni originali nella loro forma leggibile. La sicurezza di questo intero processo dipende in larga misura dalla forza dell'algoritmo di crittografia e dalla segretezza della chiave crittografica.

Tipi di cifratura

I cifrari sono algoritmi utilizzati per crittografare e decrittografare i dati, svolgendo un ruolo cruciale nella protezione delle informazioni sensibili. Esistono due tipi principali di cifrari, ciascuno con caratteristiche e utilizzi distinti. Ecco una ripartizione dei principali tipi di cifrari:

• Cifrario di sostituzione. Un cifrario di sostituzione funziona sostituendo ogni elemento del testo in chiaro (ad esempio, una lettera o un bit) con un altro elemento secondo un sistema specifico. La forma più semplice di questo è il Cesare Cipher, dove ogni lettera del messaggio viene spostata di un numero fisso di posizioni nell'alfabeto.
• Cifra di trasposizione. In un cifrario a trasposizione, le posizioni degli elementi nel testo in chiaro vengono riorganizzate secondo un sistema definito. A differenza dei cifrari a sostituzione, i valori effettivi del testo in chiaro non vengono modificati, solo le loro posizioni.
• Cifratura a flusso. Un cifrario a flusso crittografa i dati un bit o byte alla volta, solitamente combinando il testo in chiaro con un flusso pseudo-casuale di dati (keystream). È adatto per applicazioni quando i dati devono essere crittografati in tempo reale, come nel caso della crittografia del traffico di rete.
• Cifra a blocchi. Un cifrario a blocchi crittografa i dati in blocchi di dimensioni fisse (ad esempio, blocchi da 128 bit), dove ogni blocco di testo in chiaro viene crittografato in modo indipendente. Questi sono comunemente utilizzati per crittografare grandi quantità di dati, come nella crittografia dei file o nei protocolli di comunicazione sicuri.
• Cifra simmetrica. I cifrari simmetrici utilizzano la stessa chiave sia per la crittografia che per la decrittografia. La chiave deve essere tenuta segreta e condivisa tra le parti comunicanti.
• Cifra asimmetrica. I cifrari asimmetrici, noti anche come crittografia a chiave pubblica, utilizzano una coppia di chiavi: una per la crittografia (chiave pubblica) e una per la decifrazione (chiave privata). Ciò consente una comunicazione sicura senza la necessità di condividere una chiave segreta.
• Cifra polialfabetica. Un cifrario polialfabetico utilizza più alfabeti di sostituzione per crittografare i dati, rendendolo più resistente all'analisi di frequenza rispetto ai semplici cifrari di sostituzione. Il cifrario polialfabetico più famoso è il Cifra Vigenère.

Casi d'uso della crittografia

I cifrari sono essenziali per proteggere le comunicazioni digitali e i dati sensibili in vari settori. La loro capacità di crittografare e decrittografare le informazioni garantisce la privacy, l'integrità dei dati e la conformità alle normative sulla sicurezza. Ecco alcuni casi di utilizzo comuni per i cifrari:

• Comunicazioni sicure. I cifrari vengono utilizzati per proteggere le comunicazioni, come e-mail, app di messaggistica e telefonate. La crittografia garantisce che solo il destinatario previsto possa leggere il messaggio, salvaguardandolo dall'intercettazione da parte di soggetti non autorizzati. Protocolli come SSL / TLS, utilizzati per la navigazione sicura sul web, si basano anche su cifrari per proteggere i dati trasmessi su Internet.
• Protezione dell'archiviazione dei dati. I cifrari crittografano i dati memorizzati sui dispositivi, banche dati, o cloud servers per impedire l'accesso non autorizzato. Ciò è particolarmente importante per informazioni sensibili come registri finanziari, dati personali o dati aziendali riservati. Soluzioni come la crittografia del disco (ad esempio, BitLocker, FileVault) e cloud la crittografia utilizza cifre per proteggere i dati a riposo.
• Reti private virtuali (VPN). Le VPN utilizzano cifrari per creare tunnel sicuri tra il dispositivo di un utente e un remoto serverCrittografando tutti i dati che passano attraverso il tunnel, le VPN garantiscono che informazioni come la cronologia di navigazione, la posizione e le transazioni online sensibili siano mantenute private e protette da sorveglianza o attacchi di terze parti.
• Autenticazione e sicurezza della passwordI cifrari svolgono un ruolo cruciale nella protezione passwordQuando gli utenti creano account, le loro password vengono crittografate utilizzando hashing algoritmi (un tipo di cifratura) e memorizzati in database. Anche se il database viene compromesso, le password effettive rimangono protette, poiché non possono essere facilmente invertite senza la chiave di decrittazione o una potenza di calcolo significativa.
• Applicazioni mobili e bancarie. Le app mobili, in particolare nel settore finanziario, si affidano molto a cifrari crittografici per proteggere dati sensibili come transazioni, dettagli di account e informazioni personali. Le app bancarie, i processori di pagamento e i portafogli elettronici utilizzano la crittografia per proteggere i dati dall'esposizione durante le transazioni, garantendo la fiducia degli utenti nelle loro operazioni finanziarie.
• Siti web sicuri (HTTPS). I siti Web che utilizzano protocolli HTTPS impiegano cifrari crittografici per proteggere i dati scambiati tra l'utente del browser e le sito web serverIn questo modo, le informazioni sensibili, come credenziali di accesso, dettagli di pagamento e dati personali, vengono protette dall'intercettazione da parte di aggressori durante le transazioni online.
• Crittografia end-to-end (E2EE). E2EE garantisce che solo il mittente e il destinatario previsto possano leggere i messaggi scambiati. Piattaforme di messaggistica come WhatsApp e Signal utilizzano E2EE, basandosi su cifrari crittografici per impedire a terze parti, incluso il fornitore della piattaforma, di accedere ai contenuti della comunicazione.