Основой любой защищенной связи является криптография. Криптографией называет­ся технология составления и расшифровки закодированных сообщений. Кроме того, крипто­графия является важной составляющей для механизмов аутентификации, целостности и кон­фиденциальности. Аутентификация является средством подтверждения личности отправите­ля или получателя информации. Целостность означает, что данные не были изменены, а кон­фиденциальность создает ситуацию, при которой данные не может понять никто, кроме их отправителя и получателя. Обычно криптографические механизмы существуют в виде алго­ритма (математической функции) и секретной величины (ключа). Алгоритмы широко из­вестны, в секрете необходимо держать только криптографические ключи. Причем чем боль­ше битов в таком ключе, тем менее он уязвим.

В системах обеспечения безопасности используются три основных криптографических метода:

• симметричное шифрование;

• асимметричное шифрование;

• односторонние хэш-функции.

Все существующие технологии аутентификации, целостности и конфиденциальности созданы на основе именно этих трех методов. Например, цифровые подписи можно предста­вить в виде сочетания асимметричного шифрования с алгоритмом односторонней хэш-функции для поддержки аутентификации и целостности данных.

Симметричное шифрование, которое часто называют шифрованием с помощью сек­ретных ключей, в основном используется для обеспечения конфиденциальности данных. При этом два пользователя должны совместно выбрать единый математический алгоритм, кото­рый будет использоваться для шифрования и расшифровки данных. Кроме того, им нужно выбрать общий ключ (секретный ключ), который будет использоваться с принятым ими ал­горитмом шифрования/расшифровки.

В настоящее время широко используются алгоритмы секретных ключей типа Data Encryption Standard (DES), 3DES (или «тройной DES») и International Data Encryption Algorithm (IDEA). Эти алгоритмы шифруют сообщения блоками по 64 бита. Если объем со­общения превышает 64 бита (как это обычно и бывает), необходимо разбить его на блоки по 64 бита в каждом, а затем каким-то образом свести их воедино. Такое объединение, как пра­вило, происходит одним из следующих четырех методов: электронной кодовой книги (ЕСВ), цепочки зашифрованных блоков (СВС), х-битовой зашифрованной обратной связи (CFB-x) или выходной обратной связи (OFB).

Шифрование с помощью секретного ключа чаще всего используется для поддержки конфиденциальности данных и очень эффективно реализуется с помощью неизменяемых «вшитых» программ (firmware). Этот метод можно использовать для аутентификации и под­держания целостности данных, но метод цифровой подписи является более эффективным.