студия дизайна

На протяжении трех последних десятилетий разработчики технологий шифрования не могли обеспечить абсолютную защиту информации от взлома. Дело в том, что любые действия с зашифрованными данными (поиск, сортировка, вычисления и др.) предполагают их предварительную расшифровку, в результате конфиденциальная информация остается без защиты от чужих глаз. Исследователи из Массачусетского технологического университета утверждают, что им удалось решить актуальную проблему.

Система CryptDB, созданная в рамках проекта, финансируемого компаниями Google и Citigroup, позволит пользователям отправлять запросы к зашифрованным наборам данных и получать практически любой необходимый ответ без обязательной расшифровки хранимой информации. По словам разработчиков, такой подход гарантирует надежную защиту конфиденциальной информации от хакерских атак, случайной утери и даже от излишне любопытных администраторов.

Подобные разработки существовали и ранее, однако, новое решение от MIT станет первой системой, пригодной для практического применения.

Криптографы потратили немало времени на реализацию системы «полностью гомоморфного шифрования», которая позволила бы пользователям преобразовывать данные в не поддающиеся расшифровке последовательности чисел, выполнять математические вычисления с этими последовательностями и выполнять расшифровку результатов. Этот уникальный прием может использоваться для манипуляций с финансовыми и медицинскими данными в небезопасных окружениях (например, в облачных системах).

Крэйг Гентри (Craig Gentry), специалист по криптографии из корпорации IBM, сравнил предложенную концепцию с коробкой со встроенными перчатками, предназначенную для безопасных манипуляций с токсичными веществами. «Все взаимодействия осуществляются внутри контейнера без извлечения опасных химикатов наружу», - объясняет эксперт. Фактически, Крэйгу Гентри удалось решить поставленную задачу еще в 2009 году. Единственным недочетом предложенной системы полного гомоморфного шифрования являлась ее низкая производительность. На выполнение операций с зашифрованными данными требовалось в триллион раз больше времени, по сравнению с обычными СУБД. В свою очередь, система CryptDB, снижает производительность операций на вполне допустимые 15-26%.

Группа исследователей из MIT не стала изобретать новые криптографические схемы, а решила объединить уже существующие решения. Методика RSA, к примеру, используется для умножения зашифрованных чисел, а алгоритм под названием Paillier позволяет выполнять операции сложения. Также существует немало удобных алгоритмов для решения более простых задач, таких как сопоставление наборов данных и поиск соответствий.

Ключевой особенностью системы CryptDB, является возможность переключения между крипто-механизмами «на лету», в зависимости от выбранной операции. Данные в базе шифруются на нескольких слоях с использованием разных алгоритмов. Сами разработчики сравнивают такую схему с обыкновенной луковицей. Каждый слой предназначен для выполнения разных видов вычислений и располагает собственным ключом. «Вы просто чистите луковицу слой за слоем до тех пор, пока не доберетесь до уровня, допускающего выполнение конкретной операции», - поясняет Ралука Ада Попа (Raluca Ada Popa), исследователь из MIT. CryptDB позволяет осуществлять любые действия с базой без удаления последнего самого надежного уровня защиты, таким образом, данные всегда будут оставаться в безопасности.

Инновационная разработка была впервые продемонстрирована на недавнем симпозиуме Symposium on Operating System Principles.

По материалам сайта Forbes.