Encryption and hashing · Criptografia e hash
| English | Português |
|---|---|
| symmetric/sɪˈmetrɪk/ | simétrica |
| encryption/enˈkrɪpʃn/ | criptografia |
| asymmetric/ˌeɪsɪˈmetrɪk/ | assimétrica |
| plaintext/ˈpleɪntekst/ | texto simples |
| ciphertext/ˈsaɪfətekst/ | texto cifrado |
| decrypt/dɪˈkrɪpt/ | descriptografar |
| key pair/kiː peə/ | par de chaves |
| public key/ˈpʌblɪk kiː/ | chave pública |
| private key/ˈpraɪvət kiː/ | chave privada |
| session key/ˈseʃn kiː/ | chave de sessão |
| cryptographic hash/ˌkrɪptəˈɡræfɪk hæʃ/ | hash criptográfico |
| digest/ˈdaɪdʒest/ | digesto |
Two strangers agreeing a secret in public
- Here is a problem that sounds impossible. You and a shop have never met and share nothing. Everything you say to each other is overheard by everyone. Agree a secret key.
- Until 1976 the answer was that you cannot: symmetric encryption needs the key delivered in advance, by courier or in person, which is why wartime codebooks were printed and shipped.
- Then Diffie, Hellman and later Rivest, Shamir and Adleman showed it can be done, using a key that only locks and a different key that only unlocks. Every purchase you have ever made online rests on it.
- This lesson is symmetric 对称 and asymmetric 非对称 encryption, why real systems use both, and the one-way function called hashing.
Dois estranhos concordando um segredo em público
- Aqui está um problema que parece impossível. Você e uma loja nunca se encontraram e não compartilham nada. Tudo o que dizem um ao outro é escutado por todos. Concordem uma chave secreta.
- Até 1976, a resposta era que não se podia: criptografia simétrica exige que a chave seja entregue previamente, por mensageiro ou pessoalmente, razão pela qual livros-código de guerra eram impressos e enviados.
- Depois Diffie, Hellman e mais tarde Rivest, Shamir e Adleman mostraram que é possível, usando uma chave que só bloqueia e uma diferente que só desbloqueia. Cada compra online que você já fez depende disso.
- Esta lição trata de criptografia simétrica 对称 e assimétrica 非对称, por que sistemas reais usam ambas, e da função unidirecional chamada hashing.
The vocabulary
- Encryption 加密 turns readable plaintext 明文 into unreadable ciphertext 密文 using a key; to decrypt 解密 is to reverse it with the appropriate key.
- Encryption protects confidentiality: an intercepted copy cannot be understood. It does not stop the data being intercepted, delayed or deleted.
- The strength lies in the key, not in keeping the algorithm secret. The algorithms are published and studied precisely so that weaknesses are found by friends rather than enemies.
O vocabulário
- Criptografia 加密 transforma plaintext 明文 legível em ciphertext 密text ilegível usando uma chave; decrypt 解密 é inverter isso com a chave apropriada.
- Criptografia protege confidencialidade: uma cópia interceptada não pode ser compreendida. Ela não impede que os dados sejam interceptados, atrasados ou deletados.
- A força reside na chave, não em manter o algoritmo secreto. Os algoritmos são publicados e estudados justamente para que fraquezas sejam encontradas por amigos em vez de inimigos.
Symmetric encryption
- Symmetric encryption uses the same key to encrypt and to decrypt. AES is the standard example.
- It is fast, so it suits bulk data: a whole disk, a video stream, a large file.
- Its weakness is key distribution: the key must reach the other party without being intercepted, and if it is intercepted the whole scheme is broken. With $n$ people who all wish to talk privately in pairs, the number of keys needed grows with the square of $n$.
Criptografia simétrica
- Criptografia simétrica usa a mesma chave para criptografar e descriptografar. AES é o exemplo padrão.
- É rápida, adequada para dados em massa: disco inteiro, stream de vídeo, arquivo grande.
- Sua fraqueza é a distribuição de chaves: a chave deve chegar à outra parte sem ser interceptada, e se for interceptada todo o esquema é quebrado. Com $n$ pessoas que desejam falar privadas em pares, o número de chaves necessárias cresce com o quadrado de $n$.
A shift cipher (symmetric key) · Cifra de deslocamento (chave simétrica)
Caesar's cipher shifts every letter forward by a fixed key. The SAME key both encrypts and decrypts — that is what symmetric means. Try to read the ciphertext without knowing the shift. · A cifra de César desloca cada letra para frente por uma chave fixa. A MESMA chave criptografa e descriptografa — isso é o que significa simétrico. Tente ler o texto cifrado sem saber o deslocamento.
Symmetric encryption uses: · Criptografia simétrica usa:
Symmetric encryption shares one secret key — fast, but it must be distributed securely. · Criptografia simétrica compartilha uma única chave secreta — rápida, mas deve ser distribuída com segurança.
Asymmetric encryption
- Asymmetric encryption gives each user a key pair 密钥对: a public key 公钥 they publish to the world, and a private key 私钥 they never reveal.
- Anything encrypted with the public key can be decrypted only with the matching private key. So to send Alice a confidential message you encrypt with Alice's public key, and only Alice can read it.
- No prior key exchange is needed, which solves the problem the lesson opened with. The cost is that it is much slower, so it is not used for large amounts of data.
One key locks, the other unlocks, and only one of them is secret
Criptografia assimétrica
- A criptografia assimétrica fornece a cada usuário um par de chaves 密钥对: uma chave pública 公钥 que eles publicam para o mundo, e uma chave privada 私钥 que nunca revelam.
- Qualquer coisa criptografada com a chave pública pode ser descriptografada apenas com a chave privada correspondente. Então, para enviar uma mensagem confidencial à Alice, você a criptografa com a chave pública dela, e apenas Alice pode lê-la.
- Não há necessidade de troca prévia de chaves, o que resolve o problema aberto pela lição. O custo é que ela é muito mais lenta, por isso não é usada para grandes quantidades de dados.
Uma chave trava, a outra destrava, e apenas uma delas é secreta
Match each cryptographic tool to what it uses. · Associe cada ferramenta criptográfica ao que ela usa.
Symmetric is fast but needs key sharing; asymmetric solves that with a key pair; hashing is one-way; HTTPS combines them. · Simétrico é rápido mas precisa compartilhar chaves; assimétrico resolve isso com um par de chaves; hashing é unidirecional; HTTPS os combina.
To send a confidential message to Alice using asymmetric encryption, you encrypt with: · Para enviar uma mensagem confidencial para Alice usando criptografia assimétrica, você criptografa com:
Encrypting with the recipient's public key means only their matching private key can decrypt it. · Criptografar com a chave pública do destinatário significa que apenas sua chave privada correspondente pode descriptografá-la.
Match each kind of encryption to its main weakness. · Associe cada tipo de criptografia à sua principal fraqueza.
The hybrid scheme uses each to cover the other's weakness: asymmetric to deliver the key, symmetric to carry the data. · O esquema híbrido usa cada uma para cobrir a fraqueza da outra: assimétrica para entregar a chave, simétrica para transportar os dados.
Worked example: send a confidential message
- Explain how asymmetric encryption lets Bob send a confidential message to Alice, even if they have never met. [3]
- Alice publishes her public key, which anyone may have, including an eavesdropper.
- Bob encrypts the message with Alice's public key. The ciphertext can only be decrypted by the matching private key.
- Alice decrypts it with her private key, which she has never shared. An eavesdropper holding the public key and the ciphertext cannot recover the message.
- The commonest error is saying Bob encrypts with his own key. Trace whose key is used at each step.
Exemplo resolvido: enviar uma mensagem confidencial
- Explique como a criptografia assimétrica permite que Bob envie uma mensagem confidencial a Alice, mesmo que eles nunca tenham se encontrado. [3]
- Alice publica sua chave pública, que qualquer um pode ter, incluindo um espião.
- Bob criptografa a mensagem com a chave pública de Alice. O texto cifrado só pode ser descriptografado pela chave privada correspondente.
- Alice a descriptografa com sua chave privada, que ela nunca compartilhou. Um espião que detém a chave pública e o texto cifrado não consegue recuperar a mensagem.
- O erro mais comum é dizer que Bob criptografa com sua própria chave. Rastreie qual chave é usada em cada etapa.
Bob sends Alice a confidential message using asymmetric encryption. Which key does he encrypt with? · Bob envia uma mensagem confidencial para Alice usando criptografia assimétrica. Com qual chave ele criptografa?
Only Alice's private key can undo what her public key did, and only Alice has it. Bob never sees Alice's private key at all. · Apenas a chave privada de Alice pode desfazer o que sua chave pública fez, e apenas Alice a possui. Bob nunca vê a chave privada de Alice.
The hybrid approach, which is what really happens
- Symmetric is fast but cannot share its key; asymmetric can share a key but is slow. Real systems use each for what it is good at.
- The client generates a random session key 会话密钥, encrypts that small key with the server's public key, and sends it. The server decrypts it with its private key, and now both sides hold the same session key.
- Every byte of the actual conversation is then encrypted symmetrically with that session key: fast, and the slow asymmetric step happened only once, on a few bytes.
- This is exactly how HTTPS and SSH work.
Asymmetric to agree the key, symmetric to carry the data
A abordagem híbrida, que é realmente o que acontece
- A simétrica é rápida mas não pode compartilhar sua chave; a assimétrica pode compartilhar uma chave, mas é lenta. Sistemas reais usam cada uma pelo que é boa.
- O cliente gera uma chave de sessão aleatória 会话密钥, criptografa essa pequena chave com a chave pública do servidor, e a envia. O servidor a descriptografa com sua chave privada, e agora ambos os lados possuem a mesma chave de sessão.
- Cada byte da conversa real é então criptografado simetricamente com essa chave de sessão: rápido, e a etapa assíncrona lenta ocorreu apenas uma vez, em poucos bytes.
- É exatamente assim que funcionam o HTTPS e o SSH.
*Assimétrico para combinar a chave, simétrico para transportar os dados
In the hybrid approach used by HTTPS, asymmetric encryption is used to: · No enfoque híbrido usado pelo HTTPS, a criptografia assimétrica é usada para:
Slow asymmetric crypto just shares a session key; the bulk data then uses fast symmetric encryption. · Criptografia assimétrica lenta apenas compartilha uma chave de sessão; os dados principais usam então criptografia simétrica rápida.
Put the steps of the hybrid scheme used by HTTPS in order. · Coloque as etapas do esquema híbrido usado pelo HTTPS em ordem.
The slow asymmetric step runs once, on a few bytes; everything after it is fast symmetric encryption. · O passo assimétrico lento roda uma vez, em poucos bytes; tudo após isso é criptografia simétrica rápida.
Hashing
- A cryptographic hash 密码散列 turns an input of any size into a fixed-size digest 摘要. The same input always gives the same digest, and a tiny change to the input changes the digest completely.
- It is one-way: the input cannot be recovered from the digest. That is the whole point, and it is what makes it different from encryption, which is designed to be reversed.
- Uses: storing passwords, where the system keeps only the digest and compares digests at login, so a stolen database yields no passwords; and checking integrity, where a file's digest is recomputed and compared to detect any change.
Hashing
- Um hash criptográfico 密码散olhe transforma uma entrada de qualquer tamanho em um resumo fixo 摘要. A mesma entrada sempre produz o mesmo resumo, e uma mudança mínima na entrada altera completamente o resumo.
- É unidirecional: a entrada não pode ser recuperada a partir do resumo. Esse é o ponto principal, e é o que o diferencia da criptografia, projetada para ser revertida.
- Usos: armazenamento de senhas, onde o sistema mantém apenas o resumo e compara resumos no login, então um banco de dados roubado não revela senhas; e verificação de integridade, onde o resumo de um arquivo é recomputado e comparado para detectar qualquer alteração.
A cryptographic hash produces a fixed-size ____ from an input of any size. · Um hash criptográfico produz um ____ de tamanho fixo a partir de uma entrada de qualquer tamanho.
The same input always gives the same digest, a small change gives a completely different one, and the input cannot be recovered from it. · A mesma entrada sempre dá o mesmo digesto, uma pequena mudança dá algo completamente diferente, e a entrada não pode ser recuperada a partir dele.
Worked example: why hash a password instead of encrypting it
- A website stores users' passwords as hashes rather than as encrypted text. Explain why.
- Encryption is reversible: a key exists somewhere that turns the stored value back into the password, and an attacker who obtains the database may also obtain the key.
- Hashing is one-way, so a stolen database of digests does not yield the passwords, and even the site's own staff cannot read them.
- Login still works because the system hashes what the user typed and compares digests, never the passwords themselves.
Exemplo resolvido: por que fazer hash de uma senha em vez de criptografá-la
- Um site armazena as senhas dos usuários como hashes em vez de texto criptografado. Explique o motivo.
- A criptografia é reversível: existe uma chave em algum lugar que converte o valor armazenado de volta à senha, e um atacante que obtém o banco de dados também pode obter a chave.
- O hashing é unidirecional, então um banco de dados roubado de resumos não revela as senhas, e nem mesmo a equipe do site pode lê-las.
- O login ainda funciona porque o sistema faz hash do que o usuário digitou e compara resumos, nunca as próprias senhas.
Hashing and the avalanche effect · Hashing e o efeito avalanche
A hash is one-way: easy to compute, practically impossible to reverse. A tiny change in the input flips a large, unpredictable part of the output — the avalanche effect that makes hashes good for passwords. · Um hash é unidirecional: fácil de calcular, praticamente impossível de reverter. Uma pequena mudança na entrada inverte uma parte grande e imprevisível da saída — o efeito avalanche que torna hashes bons para senhas.
A cryptographic hash is one-way (you cannot recover the input from the digest) and shows the avalanche effect — a tiny change in the input flips a large, unpredictable part of the output. · Um hash criptográfico é unidirecional (você não pode recuperar a entrada do digest) e apresenta o efeito avalanche — uma pequena mudança na entrada inverte uma grande parte imprevisível da saída.
One-wayness plus avalanche is what makes hashes good for storing passwords and checking integrity. · Unidirecionalidade mais avalanche é o que torna os hashes bons para armazenar senhas e verificar integridade.
Why store passwords as hashes rather than encrypted? Select all · todos that apply. · Por que armazenar senhas como hashes em vez de criptografadas? Selecione todas as que se aplicam.
A fixed-size digest may indeed be shorter, but that is not the security reason. Irreversibility is. · Um digest de tamanho fixo pode ser menor, mas essa não é a razão de segurança. A irreversibilidade é.
Marks that slip away
- To send someone a confidential message you use their public key, not yours. Say whose key at every step.
- Symmetric's weakness is key distribution; asymmetric's weakness is speed. The hybrid uses each to cover the other's.
- Hashing is one-way and is not encryption: there is no key and nothing to decrypt.
- Encryption protects confidentiality only. It does not stop interception, deletion, or a message being altered undetectably: for that you need a hash.
Marcas que escapam
- Para enviar a alguém uma mensagem confidencial, use a chave pública dele, não a sua. Diga qual chave é usada em cada etapa.
- A fraqueza da simétrica é a distribuição de chaves; a fraqueza da assimétrica é a velocidade. A híbrida usa cada uma para cobrir a fraqueza da outra.
- O hashing é unidirecional e não é criptografia: não há chave e nada para descriptografar.
- A criptografia protege apenas a confidencialidade. Ela não impede interceptação, exclusão ou alteração de mensagem indetectável: para isso você precisa de um hash.
You've got it
- encryption turns plaintext into ciphertext with a key and protects confidentiality only; the strength is in the key, not in hiding the algorithm
- symmetric: one shared key, fast, good for bulk data, weak on key distribution · asymmetric: a public key to encrypt and a private key to decrypt, needs no prior exchange, but slow
- the hybrid used by HTTPS and SSH sends a random session key encrypted asymmetrically, then carries the data symmetrically
- a cryptographic hash makes a fixed-size digest, is one-way, and is used for passwords and integrity checks
Entendeu?
- criptografia transforma texto simples em texto cifrado com uma chave e protege apenas a confidencialidade; a força está na chave, não em esconder o algoritmo
- simétrica: uma chave compartilhada, rápida, boa para dados em massa, fraca em distribuição de chaves · assimétrica: uma chave pública para criptografar e uma chave privada para descriptografar, não precisa de troca prévia, mas é lenta
- o híbrido usado pelo HTTPS e SSH envia uma chave de sessão aleatória criptografada assimetricamente, depois transporta os dados simetricamente
- um hash criptográfico cria um resumo de tamanho fixo, é unidirecional, e é usado para senhas e verificações de integridade