Современные приложения по умолчанию обрабатывают конфиденциальную информацию: учетные данные пользователей, личные данные, токены доступа и платежные реквизиты. Эти данные постоянно перемещаются между клиентскими приложениями (веб- или мобильными), бэкенд-сервисами и базами данных.
Риск не является гипотетическим. Любой пункт в этом потоке — сетевой транзит, локальное хранилище, логи или базы данных — может стать пространством для атаки. Без шифрования единичный случай перехвата данных или взлома системы безопасности может привести к раскрытию информации, находящейся в виде открытого текста.
Вот почему шифрование и дешифрование не являются «расширенными функциями безопасности». Они являются базовыми требованиями для создания систем, которые могут безопасно работать при масштабировании.
Шифрование и дешифрование: практический взгляд
В общих чертах:
- Шифрование — преобразование читаемых данных (открытого текста) в нечитаемый формат (зашифрованный текст) с помощью алгоритма и секретного ключа.
- Дешифрование — обратный процесс, который восстанавливает исходные данные только для авторизованных систем, обладающих правильным ключом.
Концептуально:
Открытый текст → Зашифрованные данные → Открытый текст
Основная идея заключается в разделении: данные без ключей бесполезны. Даже если зашифрованные данные будут раскрыты, их невозможно будет использовать, если злоумышленник не получит доступ к ключу.
Почему шифрование важно на уровне приложения
1. Передаваемые данные всегда подвержены риску
Приложения часто работают через сети, которые вы не контролируете — общественные Wi-Fi, мобильные операторы, прокси-серверы или общую инфраструктуру. Шифрование гарантирует, что перехваченный трафик не может быть прочитан или изменен во время передачи.
Именно поэтому HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure — расширение протокола HTTP для поддержки шифрования в целях повышения безопасности) / TLS (Transport Layer Security — криптографический протокол безопасности, который шифрует и защищает передачу данных между клиентом и сервером) — необходимый минимум. А для особо конфиденциальных данных иногда требуется дополнительное шифрование на уровне полезной нагрузки.
2. Клиентские устройства не являются надежной средой
Браузеры и мобильные устройства кэшируют данные, хранят токены и сохраняют состояние. Если устройство скомпрометировано, незашифрованные данные становятся сразу доступными. Шифрование конфиденциальных данных на стороне клиента ограничивает ущерб от потери, кражи или взлома устройств.
3. Шифрование уменьшает последствия инцидентов
С точки зрения бизнеса, шифрование не только предотвращает атаки, но и снижает их масштаб. Когда уязвимые данные зашифрованы, инциденты легче локализовать, раскрыть и устранить.
Почему бэкэнд-системы зависят от шифрования
1. Утечки происходят — проектируйте с учетом этого факта
Ни одна система не застрахована от взлома. Шифрование конфиденциальных полей базы данных гарантирует, что ее взлом не приведет автоматически к утечке данных.
2. Контролируемый доступ внутри распределенных систем
Современные бэкенды состоят из множества сервисов. Шифрование позволяет расшифровывать конфиденциальные поля только тем сервисам, у которых есть на это явное разрешение, даже если все они могут отправлять запросы к одной и той же базе данных.
3. Нормативные и договорные требования
Стандарты безопасности и фреймворки обеспечения соответствия все чаще подразумевают использование шифрования для конфиденциальных данных как при хранении, так и при передаче. Зачастую именно шифрование определяет разницу между инцидентом, который нужно зарегистрировать и уведомить о нем, и локализованным событием.
Практический пример: шифрование и дешифрование данных в Python (AES)
Для данных на уровне приложения (токены, секреты, PII) часто используется симметричное шифрование благодаря его производительности и простоте.
Установите зависимость.
pip install cryptography
Шифрование данных
from cryptography.fernet import Fernet
# Сгенерируйте секретный ключ (храните в безопасном месте, никогда не задавайте жестко в продакшене).
key = Fernet.generate_key()
cipher = Fernet(key)
data = b"SensitiveUserData"
encrypted_data = cipher.encrypt(data)
print("Encrypted Data:", encrypted_data)
Дешифрование данных
decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data)
print("Decrypted Data:", decrypted_data.decode())
Этот подход обычно используется для:
- шифрования конфиденциальных полей перед сохранением в базу данных;
- защиты токенов, которыми обмениваются сервисы;
- безопасного хранения секретных данных, которые должны быть доступны во время выполнения.
Само по себе шифрование — лишь половина решения. Не менее важны безопасное хранение ключей, их периодическая смена (ротация) и контроль доступа к ним.
Критически важное различие: пароли нельзя шифровать
Одна из самых распространенных и рискованных ошибок в безопасности приложений — обращение с паролями как с обычными конфиденциальными данными.
Пароли никогда не должны шифроваться и дешифроваться.
Если система может дешифровать пароль, она уже является небезопасной по своей конструкции.
Правильный подход: хэширование паролей (bcrypt)
import bcrypt
password = b"MySecurePassword"
hashed_password = bcrypt.hashpw(password, bcrypt.gensalt())
is_valid = bcrypt.checkpw(password, hashed_password)
print("Hashed Password:", hashed_password)
print("Password Valid:", is_valid)
Хэширование является односторонним. Даже в случае утечки базы данных паролей, исходные пароли не могут быть восстановлены — только проверены.
Реалистичный сценарий обеспечения безопасности между приложением и бэкендом
В хорошо спроектированных системах безопасная обработка данных обычно следует такому сценарию:
- клиентские приложения отправляют конфиденциальные данные по HTTPS (и при необходимости шифруют полезную нагрузку);
- бэкенды расшифровывают данные только для явных случаев использования;
- поля конфиденциальной базы данных шифруются в состоянии покоя;
- пароли хранятся исключительно в виде хэшей;
- ключи шифрования изолируются с помощью переменных среды, решений KMS или хранилищ.
Такой многоуровневый подход гарантирует, что ни одна отдельная уязвимость не приведет к раскрытию всей информации.
Что это означает для разработчиков и лиц, принимающих решения
- Шифрование защищает данные даже в случае сбоя систем.
- Хэширование является обязательным для учетных данных.
- Алгоритмы важны, но операционная дисциплина важна еще больше.
- MD5 не является шифрованием и никогда не должно использоваться для обеспечения безопасности.
- AES хорошо подходит для конфиденциальных данных приложений.
- bcrypt или Argon2 являются подходящими инструментами для паролей.
Заключение
Шифрование и дешифрование не направлены на достижение идеальной безопасности — они направлены на ограничение ущерба в критических ситуациях.
Системы, в которых шифрование является стандартной функцией, а не добавкой, проще в эксплуатации, безопаснее при масштабировании и более устойчивы в условиях давления. Независимо от того, пишете ли вы код, проверяете архитектуру или утверждаете решения по рискам, шифрование — один из самых простых способов сделать систему устойчивой к сбоям.
Читайте также:
- Почему не рекомендуется использовать JWT?
- Защита бэкенда на Go: шифрование, предотвращение уязвимостей и не только
- Под ненадежным замком: скрытые риски встроенных менеджеров паролей
Читайте нас в Telegram, VK и Дзен
Перевод статьи Silversky Technology: Why Encrypting and Decrypting Data Is Essential for App and Backend Security
