Какова лучшая практика криптографии в этой ситуации?

Вопрос или проблема

Ответ или решение

Лучшие практики криптографии для безопасного обмена конфиденциальными данными

В сценарии, когда приложение, такое как WebApp, отправляет конфиденциальные данные в безопасный enclave (например, AWS Nitro), а затем получает результаты обратно для отображения, необходимо использовать надежные криптографические методы для обеспечения безопасности данных на каждом этапе процесса. Рассмотрим оптимальное решение с использованием гибридного шифрования, как вы уже отметили, с применением алгоритма X25519 для обмена ключами и AES-GCM для симметричного шифрования.

1. Гибридное шифрование

Гибридное шифрование действительно является лучшим выбором для вашего сценария. Этот подход объединяет лучшие качества асимметричного и симметричного шифрования, обеспечивая безопасный обмен ключами и высокую эффективность шифрования больших объемов данных.

Ключи и их генерация

1. Генерация ключей:

   • Клиентское устройство создаёт пару ключей X25519 (закрытый и открытый ключ). Закрытый ключ можно дополнительно зашифровать с использованием дополнительного симметричного ключа, который выбирает пользователь, чтобы защитить его в локальном хранилище.
   • Сервер в безопаcной среде (secure enclave) также генерирует свою пару ключей и отправляет свой открытый ключ в WebApp.

2. Обмен ключами:

   • Клиент отправляет свой открытый ключ на сервер (AWS KMS в данном случае). Этот процесс должен быть защищен с помощью HTTPS/TLS, чтобы предотвратить перехват.
   • После получения открытого ключа клиента, сервер использует его, чтобы создать общий секрет, который будет служить для генерации временного симметричного ключа сеанса.

2. Шифрование данных с помощью симметричного шифрования

1. Шифрование данных:
   • Используя временный симметричный ключ (AES-GCM), который сгенерирован на основе общего секрета, сервер шифрует конфиденциальные данные. AES-GCM предоставляет не только шифрование, но и аутентификацию сообщений, что важно для защиты от несанкционированных изменений.
   • После шифрования он отправляет зашифрованные данные обратно в WebApp.

3. Дешифрование и обработка данных

1. Дешифрование на клиенте:
   • После получения зашифрованных данных WebApp использует свой открытый ключ и общий секрет для извлечения временного симметричного ключа, а затем использует его для дешифрования данных с использованием AES-GCM.
   • Рекомендуется использовать дополнительные меры, такие как повторная неотъемлемость и контроль за версиями ключей, чтобы избежать какого-либо потенциального уязвимости в системе.

4. Архитектура нулевого знания

Использование архитектуры нулевого знания (zero-knowledge) может быть дополнительно интегрировано через специальные протоколы, такие как zk-SNARKs, для обеспечения того, что данные остаются конфиденциальными даже на стороне сервера. Это особенно полезно, когда вам необходимо обрабатывать данные, не раскрывая информацию о них.

5. Дополнительные меры безопасности

1. Защита ключей:

   • Хранение закрытых ключей должно осуществляться в защищенной среде, такой как HSM (аппаратные модули безопасности).

2. Регулярная ротация ключей:

   • Регулярная смена симметричных и асимметричных ключей поможет минимизировать риски, связанные с потенциальным компрометацией.

3. Аудит и мониторинг:

   • Внедрите систему аудита для отслеживания доступа к конфиденциальным данным и использования ключей.

Следуя данным методам и принципам, вы сможете строить безопасные системы для передачи обработанных данных и защищать конфиденциальность пользователей в вашем приложении. Не забывайте регулярно пересматривать и обновлять свои методы безопасности, поскольку криптографические стандарты и практики постоянно развиваются.