एन्क्रिप्शन की मूल बातें: AES और RSA में अंतर

डिजिटल दुनिया के रहस्यों की रक्षा

इंटरनेट बैंकिंग से पैसे भेजना, मैसेंजर पर दोस्तों से बात करना, ऑनलाइन शॉपिंग में कार्ड से भुगतान करना। इन सभी पलों में हमारी संवेदनशील जानकारी दुनिया के किसी सर्वर पर भेजी जाती है। लेकिन हैकर्स इस जानकारी को बीच में कैसे नहीं पकड़ पाते? इसका जवाब एन्क्रिप्शन में है।

एन्क्रिप्शन पढ़ने योग्य डेटा (प्लेनटेक्स्ट) को पढ़ने में असमर्थ रूप (सिफरटेक्स्ट) में बदलने की प्रक्रिया है। जैसे बचपन में दोस्त के साथ गुप्त पत्र भेजते समय तय नियमों के अनुसार अक्षर बदलते थे। बस आधुनिक एन्क्रिप्शन गणितीय रूप से इतना जटिल है कि दुनिया के सभी कंप्यूटर मिलकर भी इसे तोड़ नहीं सकते।

आज दो सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाली एन्क्रिप्शन विधियां हैं। AES (सिमेट्रिक की एन्क्रिप्शन) और RSA (असिमेट्रिक की एन्क्रिप्शन)। नाम मुश्किल लग सकते हैं, लेकिन अवधारणा समझने पर स्पष्ट हो जाता है कि दोनों विधियों की जरूरत क्यों है और कब किसका उपयोग करना चाहिए।

सिमेट्रिक और असिमेट्रिक की: मूलभूत अंतर

एन्क्रिप्शन की दुनिया में 'की' (कुंजी) ताले को खोलने वाली चाबी की तरह है। सिमेट्रिक की एन्क्रिप्शन में एक की से लॉक करते हैं और उसी की से खोलते हैं। घर के दरवाजे की तरह सोचें। एक चाबी से लॉक और अनलॉक दोनों। सरल और तेज, लेकिन समस्या है। दूसरे व्यक्ति को चाबी कैसे सुरक्षित रूप से भेजें?

असिमेट्रिक की एन्क्रिप्शन इस समस्या को सुंदर ढंग से हल करता है। दो की का उपयोग होता है, एक पब्लिक की जो किसी को भी दी जा सकती है, और दूसरी प्राइवेट की जो कभी साझा नहीं करनी चाहिए। पब्लिक की से लॉक किया गया केवल प्राइवेट की से खुल सकता है। जैसे लेटरबॉक्स - कोई भी पत्र डाल सकता है, लेकिन निकालने के लिए चाबी वाला ही सक्षम है।

AES: तेज और शक्तिशाली सिमेट्रिक की एन्क्रिप्शन

AES (Advanced Encryption Standard) 2001 में अमेरिकी सरकार द्वारा अपनाया गया मानक एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम है। पहले इस्तेमाल होने वाला DES कंप्यूटर प्रदर्शन सुधार से असुरक्षित हो गया, तब दुनिया भर के क्रिप्टोग्राफर्स की प्रतियोगिता के बाद इसे चुना गया। बेल्जियम के क्रिप्टोग्राफर्स द्वारा बनाया Rijndael एल्गोरिदम विजेता बना।

AES की ताकत गति है। आधुनिक प्रोसेसर में AES ऑपरेशन के लिए समर्पित निर्देश (AES-NI) होते हैं, जिससे गीगाबाइट डेटा भी पलक झपकते एन्क्रिप्ट हो जाता है। पासवर्ड से फाइल एन्क्रिप्ट करना, डेटाबेस की संवेदनशील जानकारी सुरक्षित करना, या पूरी डिस्क एन्क्रिप्ट करना - सब में AES उपयोग होता है।

की की लंबाई के अनुसार AES-128, AES-192, AES-256 में बंटता है। संख्या की के बिट्स दर्शाती है। AES-256 में 2^256 संभव की संयोजन हैं, जो ब्रह्मांड के परमाणुओं से भी अधिक है। वर्तमान तकनीक से ब्रूट फोर्स अटैक से इसे तोड़ना असंभव है।

लेकिन AES उपयोग करते समय एक महत्वपूर्ण निर्णय है। ऑपरेशन मोड का चुनाव। ECB मोड में समान प्लेनटेक्स्ट ब्लॉक हमेशा समान सिफरटेक्स्ट बनाते हैं, इसलिए पैटर्न उजागर हो सकता है - इसे कभी उपयोग न करें। वर्तमान में GCM (Galois/Counter Mode) अनुशंसित है। GCM एन्क्रिप्शन के साथ डेटा इंटीग्रिटी भी जांचता है, जिससे सिफरटेक्स्ट में छेड़छाड़ का पता चल सकता है।

const crypto = require('crypto');

function encrypt(text, key) {
  const iv = crypto.randomBytes(12); // GCM के लिए 12 बाइट IV अनुशंसित
  const cipher = crypto.createCipheriv('aes-256-gcm', key, iv);

  let encrypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
  encrypted += cipher.final('hex');

  const authTag = cipher.getAuthTag();

  return {
    iv: iv.toString('hex'),
    encrypted,
    authTag: authTag.toString('hex')
  };
}

RSA: पब्लिक की एन्क्रिप्शन का पर्याय

RSA 1977 में MIT के तीन प्रोफेसरों - Rivest, Shamir, Adleman के नाम के पहले अक्षरों से बना एल्गोरिदम है। यह बड़ी संख्या के प्राइम फैक्टराइजेशन की कठिनाई पर आधारित गणितीय सिद्धांत है। दो बड़ी अभाज्य संख्याओं को गुणा करना आसान है, लेकिन परिणाम से मूल दो अभाज्य संख्याएं खोजना खगोलीय रूप से कठिन है।

RSA का सबसे बड़ा फायदा की वितरण समस्या हल करना है। पब्लिक की शाब्दिक रूप से सार्वजनिक की जा सकती है। यदि कोई आपको एन्क्रिप्टेड संदेश भेजना चाहता है, तो आपकी पब्लिक की से एन्क्रिप्ट करके भेज सकता है। केवल आपके पास मौजूद प्राइवेट की से ही खुलेगा।

RSA डिजिटल सिग्नेचर में भी उपयोग होता है। तब उल्टा होता है - प्राइवेट की से साइन और पब्लिक की से वेरिफाई। प्राइवेट की केवल आपके पास है, इसलिए वैध सिग्नेचर इस बात का प्रमाण है कि संदेश वास्तव में उसी व्यक्ति से आया है। सॉफ्टवेयर अपडेट पैकेज या कानूनी दस्तावेजों की प्रामाणिकता जांचने में उपयोग होता है।

लेकिन RSA धीमा है। AES से सैकड़ों से हजारों गुना धीमा होने के कारण बड़े डेटा को सीधे एन्क्रिप्ट करने के लिए उपयुक्त नहीं। इसलिए वास्तव में हाइब्रिड विधि उपयोग होती है।

हाइब्रिड एन्क्रिप्शन: दोनों दुनिया की अच्छाइयां एक में

वास्तविक दुनिया की अधिकांश एन्क्रिप्शन प्रणालियां AES और RSA दोनों साथ उपयोग करती हैं। HTTPS से वेबसाइट एक्सेस करते समय क्या होता है, सरल रूप में यह है।

पहले ब्राउज़र सर्वर से कनेक्ट होता है, सर्वर अपनी पब्लिक की वाला सर्टिफिकेट भेजता है। ब्राउज़र रैंडम AES की (सेशन की) जेनरेट करता है और इसे सर्वर की RSA पब्लिक की से एन्क्रिप्ट करके भेजता है। सर्वर अपनी प्राइवेट की से डिक्रिप्ट करके AES की प्राप्त करता है। अब दोनों पक्षों के पास समान AES की है, और आगे का सारा संचार इस तेज AES से एन्क्रिप्ट होता है।

इस विधि की सुंदरता यह है कि RSA की की वितरण क्षमता और AES की गति दोनों का लाभ मिलता है। RSA केवल छोटे डेटा (AES की) एन्क्रिप्ट करता है इसलिए धीमापन समस्या नहीं, और वास्तविक बड़े संचार की जिम्मेदारी तेज AES की है।

एन्क्रिप्शन लागू करते समय सावधानियां

एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम स्वयं शक्तिशाली हैं, लेकिन गलत उपयोग से बेकार हो जाते हैं। कुछ आम गलतियों से बचना चाहिए।

की को सोर्स कोड में हार्डकोड न करें। GitHub पर अपलोड कोड से AWS की उजागर होकर हैकिंग की खबरें अक्सर आती हैं। की के लिए एनवायरनमेंट वेरिएबल या AWS KMS, HashiCorp Vault जैसी विशेष की प्रबंधन सेवाओं का उपयोग करें।

AES का IV (इनिशियलाइज़ेशन वेक्टर) हर बार नया रैंडम वैल्यू होना चाहिए। समान की के साथ समान IV पुनः उपयोग करने से एन्क्रिप्शन टूट सकता है। IV गोपनीय नहीं है इसलिए सिफरटेक्स्ट के साथ स्टोर किया जा सकता है। महत्वपूर्ण है कि इसे दोबारा उपयोग न करें।

स्वयं एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम लागू करने की कोशिश न करें। सत्यापित लाइब्रेरी उपयोग करना कहीं अधिक सुरक्षित है। क्रिप्टोग्राफी वह क्षेत्र है जहां एक छोटी सी गलती पूरी सुरक्षा को ध्वस्त कर सकती है।

समापन

एन्क्रिप्शन आधुनिक डिजिटल दुनिया की नींव है। AES और RSA, इन दो एल्गोरिदम के सिद्धांत समझने पर HTTPS कैसे काम करता है, पासवर्ड हैश में क्यों स्टोर करना चाहिए, डिजिटल सिग्नेचर क्या है - यह सब स्वाभाविक रूप से समझ आता है।

Toolypet के एन्क्रिप्शन टूल्स का उपयोग करके स्वयं टेक्स्ट एन्क्रिप्ट और डिक्रिप्ट करें। अमूर्त लगने वाली अवधारणाएं जब ठोस अनुभव बनती हैं, तब सुरक्षा की समझ एक स्तर गहरी हो जाती है।