Криптография. Как защитить свои данные в цифровом пространстве

В ваш почтовый ящик опустили письмо в конверте. Содержимое конверта в какой-то степени защищено от случайных повреждений при доставке и от прочтения посторонними. Но эта защита довольно слаба: бумага конверта тонка, легко рвется, да и открыть его несложно. Пожалуй, самый важный элемент защиты конверта – то, что его обычно нельзя открыть, не повредив. Если не соблюдать крайнюю осторожность, получатель заметит вмешательство.
Письмо, которое вы получили, было послано от имени крупной организации, ее знакомый логотип несли на себе как сам конверт, так и его содержимое. Письмо имело характерный вид: дизайн бланка, общую структуру, шрифты, стиль речи. Все эти свойства в той или иной степени являются механизмами безопасности.
Ваша дверь была защищена замком. Современные дома иногда уже могут быть оснащены электронными системами контроля доступа, но большинство дверей запираются механически. Некоторые замки нужно закрывать ключом, другие закрываются сами, стоит захлопнуть дверь. Позже вы увидите, что с точки зрения криптографии различия между этими двумя типами замков произвели революцию.
Автобус, на который вы сели, был оформлен в знакомом фирменном стиле, на табло или на табличке значился нужный вам номер маршрута. У водителя был бейдж определенного дизайна с именем, фотографией и официальным логотипом. Вероятно даже, что водитель был одет в униформу транспортной компании и имел при себе ключи.
Фармацевт, разумеется, тоже носил официальный именной бейдж. Но вы, скорее всего, знали его в лицо: это ближайшая к вашему дому аптека, вы не раз и не два бывали здесь. Лицо и голос фармацевта – тоже механизмы безопасности. Вы разговаривали на некотором расстоянии от других покупателей и, если не хотели, чтобы вас слышали, понизили голос. Лекарства были в запечатанной фирменной упаковке с информативной надписью и, возможно, печатью самой аптеки.
Наконец, вы платили наличными. На монетах есть надписи, насечки и чеканки, которые сложно подделать. Для купюр существует более сотни механизмов защиты, включая водяные знаки, голограммы и металлографию. Но многим проще всего определять подлинность денег на ощупь, на вид и на звук [32].
Материальный мир полон механизмов безопасности, каждый из которых защищает определенные объекты от конкретных угроз.
Контекст безопасности
Важность контекста безопасности в реальном мире не так очевидна. Под этой формулировкой я понимаю окружение, в котором происходят события и с учетом которого мы анализируем и интерпретируем их безопасность. Контекст – это все то, на чем мы обычно не заостряем внимание. Его роль в нашей повседневной безопасности почти незаметна, но огромна: сосредоточившись на контексте, вы сразу заметите, насколько он информативен.
Вернемся к типичному дню. Письмо в почтовом ящике было отправлено организацией, счет на оплату услуг которой вы ожидали получить: эта компания присылает вам счета за эти услуги примерно в одни и те же даты каждого месяца. Если бы счет за электричество пришел через неделю после оплаты предыдущего, вы могли бы что-то заподозрить. Сумма к оплате тоже информативна, поскольку ее можно интерпретировать в более широком контексте обычного для вас расхода электроэнергии. Она могла бы, наверное, вас удивить, но, скорее всего, не слишком сильно разошлась с вашими ожиданиями.
У автобуса на любом маршруте есть установленное расписание, поэтому, когда к остановке вовремя подъехал автобус обычного вида, сомневаться в его подлинности не было причин. Если бы он сильно опоздал, двигался рывками, или если бы водитель пребывал в прострации, у вас наверняка возникли бы опасения.
За прилавком в аптеке стоял человек, который не только выглядел, но и – что важнее – вел себя как фармацевт. Он профессионально отреагировал на ваши жалобы, со знанием дела обсудил с вами лечение. И вас, конечно, могло бы насторожить, если бы фармацевт постоянно ухмылялся или растерялся при поиске медикаментов [33].
 
Даже у денег есть контекст. Если вам случалось платить крупной купюрой, чей номинал во много раз превышал стоимость покупки, фармацевт мог засомневаться и проверить подлинность ваших денег.
Контекст безопасности в материальном мире по-настоящему важен. Кто не слышал фразы вроде: «Если вы видите что-то подозрительное, пожалуйста, обратитесь к сотруднику компании»? Фактически все эти фразы нам говорят: «Если вы видите что-то вне контекста, пожалуйста, поднимите тревогу».
Какова вероятность?
В оценку безопасности обязательно входит и оценка вероятности перехода потенциальной угрозы в реальную. Обычно невозможно вычислить с точностью шанс какого-то неприятного события, но на протяжении жизни мы вырабатываем интуитивное представление о реалистичности многих угроз [34].
Интуитивно же мы понимаем, что «нетипичный день», описанный выше, полностью абсурден. Почему?
Существуют ли жулики, обманывающие людей для извлечения финансовой выгоды? Конечно, их полно вокруг [35]. Однако круг их потенциальных жертв очень широк, и вероятность того, что в их сети попадете именно вы, относительно невысока. Могли ли они воспользоваться счетом за электроэнергию для своего мошенничества? Конечно. Для этого им пришлось бы составить письмо, которое выглядело бы как настоящая платежка, учесть контекст расписания и суммы к оплате. Такая афера потребовала бы значительных усилий, и при этом все еще осталась бы строго индивидуальной. Все это не делает ее невозможной, но существует много более простых и надежных способов выманивания чужих денег [36].
Точно так же нельзя полностью исключать кражу со взломом, но чаще всего каждый отдельный дом даже не в самом благополучном районе остается нетронутым. Автобусы угоняют крайне редко, и еще реже серийные убийцы прикидываются фармацевтами. Все эти ужасные вещи могут случиться, но мы знаем (в основном благодаря нашему интуитивному пониманию материального мира), что, скорее всего, этого не произойдет.
Безопасность в материальном мире
Ваш нетипичный день в материальном мире выглядит как кошмарный сон, цепочка почти невероятных событий, которые становятся еще менее вероятными, если учесть сочетание механизмов и контекста безопасности. Неправдоподобность этого примера определяется тремя свойствами реального мира.
Первое – это буквально его материальность. Большинство механизмов безопасности, описанных ранее, полагаются на использование органов чувств. Письмо в почтовом ящике выглядело подлинным, вы узнали фармацевта, деньги казались правильными на ощупь. Мы полагаемся на чувственное восприятие во всех аспектах нашей жизни и с его помощью принимаем решения о безопасности. В какой-то мере в нас с самого рождения заложено понимание разных физических угроз. Например, как показывают исследования, у младенцев есть врожденный страх пауков и змей [37]. О других угрозах в материальном мире мы узнаем с возрастом. Сочетание врожденного и приобретенного дает нам возможность формировать на основе собственных ощущений понятие безопасности в окружающей нас обстановке.
Второе важное свойство материального мира – это его знакомость, переработанный опыт жизни в нем. Это не означает, что мы понимаем все его аспекты, но мы привыкли ориентироваться в ситуациях, в которых оказываемся. Мы можем не знать, как именно работает двигатель автобуса, но знаем, как он выглядит, как на него сесть, и что собой представляет обычная поездка в общественном транспорте. Многие механизмы и некоторые контексты безопасности, на которые вы полагаетесь в повседневной жизни, относятся к знакомости. Письмо в почтовом ящике казалось подлинным, поскольку вы уже прежде видели много таких писем. Автобус казался нормальным, потому что он подъехал к знакомой вам остановке в ожидаемое время. Чувство беззащитности, которое мы часто испытываем при попадании в новую для себя ситуацию, объясняется именно ее незнакомостью. Нас настораживают незнакомцы. Если бы счет за электроэнергию пришел в конверте, подписанном от руки и с международной печатью, а деньги нужно было переводить на иностранный банковский счет, вы бы вряд ли его оплатили.