Перейти к содержанию

Виды шифрования в VPN и принципы их работы

Виды

VPN обеспечивает защиту передаваемых данных путем создания "туннеля" поверх незащищенной сети. Основой безопасности при этом являются алгоритмы шифрования, которые можно разделить на две ключевые группы: симметричное и асимметричное шифрование. В хороших протоколах эти методы работают вместе, дополняя друг друга.

Симметричное шифрование

Симметричное шифрование

Самый популярный протокол шифрования - симметричное шифрование. Он работает максимально просто: используется один и тот же секретный ключ как для зашифровки данных отправителем, так и для их расшифровки получателем. Это самый эффективный метод для потоковой передачи больших объемов информации, так как он требует меньше вычислительных ресурсов по сравнению с асимметричными методами. Наиболее распространенным стандартом здесь является алгоритм AES (Advanced Encryption Standard) с длиной ключа 128 или 256 бит, который пришел на смену устаревшим и уязвимым алгоритмам типа DES и RC4. В отечественных же разработках часто применяются алгоритмы ГОСТ (например, ГОСТ 28147-89 "АЛГОРИТМ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ"), которые обеспечивают высокую стойкость благодаря увеличенной длине ключа и особенностям структуры шифрования.

Асимметричное шифрование

Асимметричное шифрование

Однако у симметричного шифрования есть проблема в безопасности передачи ключа. При передаче ключа по открытому каналу, его могут перехватить. Здесь вступает в работу асимметричное шифрование (шифрование с открытым ключом). Принцип его работы основан на использовании пары ключей: публичного (открытого), который можно передавать кому угодно, и приватного (закрытого), который хранится в секрете. Данные, зашифрованные публичным ключом, можно расшифровать только соответствующим приватным ключом. В VPN асимметричные алгоритмы, такие как RSA (Rivest-Shamir-Adleman) или схемы на эллиптических кривых, используются в основном на этапе установления соединения («рукопожатия» или handshake) для аутентификации сторон и безопасного согласования сеансового ключа для симметричного шифрования. Также в этом контексте важен протокол Диффи-Хеллмана, позволяющий двум сторонам получить общий секретный ключ, используя незащищенный канал связи.

  • *RSA - алгоритм создания публичного/приватного ключей с помощью огромных простых чисел
  • *Метод эллиптических кривых - алгоритм построения пары ключей с помощью заранее известной формулы

Хеширование

Важным компонентом является хеширование, которое отвечает не за конфиденциальность, а за целостность данных. Принципы работы алгоритмов хеширования (семейства SHA-2, SHA-3) заключаются в преобразовании данных произвольной длины в уникальную битовую строку фиксированной длины (хеш). Если в передаваемый пакет VPN были внесены хоть малейшие изменения (помехи или атака злоумышленника), хеш-сумма не совпадет, и пакет не будет принят. Это предотвращает подмену информации внутри туннеля.

Заключение

По статистике, основные риски в шифровании VPN связаны не с математической слабостью современных алгоритмов, а с использованием старых протоколов или плохой реализацией генераторов случайных чисел. Современные системы (OpenVPN, WireGuard, IKEv2/IPSec), зарекомендовавшие себя на практике, не используют слабых шифров и требуют строгой настройки длины ключей для уменьшения рисков.

Источники: