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Miguel
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Encoding:

O propósito do ***Encoding*** é garantir que os dados possam ser consumidos por tipos de sistema diferentes, ex: enviar dados em binário por email ou conseguir fazer o ***encode*** de caracteres especiais numa página web, etc... É processo de colocar uma sequência de caracteres (letras, números, pontuação, e certos simbolos) em um determinado formato.

Encoding transforma o formato da informação, usando metodos publicamente acessíveis para que seja facilmente revertido (decoded) e encoded (alterar o formato) consoante as necessidades. A informação não precisa de uma chave para ser decoded, a unica coisa que é preciso é o algoritmo usado para o próprio encode.

O objetivo NÃO é tornar a informação secreta, mas sim para garantir que a informação possa ser consumida corretamente consoante o sistema/encoding que temos/queremos.

Base64 encode, pertence a este grupo.

Então para que serve o encoding de dados? Serve para, consoante as necessidades, optimizar o armazenamento ou a transmição destes dados, mudar o formato original para que possa ser usado por algum processo externo. Alguns dos casos onde encoding/decoding é usado:

  • Compilação e execução de um programa (ex: plain text para binário)
  • networking communication
  • Conversão de ficheiros
  • Reduzir o tamanho de ficheiros para para armazenamento ou transmição

Alguns dos tipos de encoding mais conhecidos são: UTF-8, UTF-16, ASCII, iso-8859-1, unicode, ansi. Para quem quiser saber mais sobre estes ou outros tipos.

Encoding não é encriptação



Para os outros dois pontos (visto que são componentes da mesma ciência) abaixo vou começar por dizer:

O que é a Criptografia?

Falando da palavra em si, da sua origem, ***crypto*** quer dizer "escondido, secreto", e ***graphy*** aponta para "escrita, representação, gravação, descrição, uma maneira de desenhar etc...".

Na sua prática, como todos sabemos, existe (não como ciência assumida claro) uns milhares de anos antes do primeiro computador, via carta por ex.

Encriptação então, é a ciência que estuda as técnicas da comunicação/escrita secreta na potencial presença de third parties, que neste contexto é quem não deve ter acesso à informação de forma esplicíta/legível. Vários aspectos acerca de Information Security (segurança da informação), confidencialidade de dados e sua integridade, autenticação são pontos centrais da criptografia moderna.

E quem precisa disto? Todos nós. No ato mais simples de colocar uma password e envia-la para ser validada pelo servidor, esse processo deve acontecer através de HTTPS (em que o transporte da informação não foge ao protocolo HTTP, mas em que esta vai encriptada) por ex. Esta abilidade de proteger e assegurar a informação é vital (e irá ser cada vez mais) nos dias de hoje, em que muita informação já não é guardada nas máquinas dos respetivos donos, mas sim em local publico (clouds, por exemplo), já para não falar do crescimento exponêncial movimentações de dinheiros via internet.

Leituras complementares:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cryptography

http://www.brighthub.com/computing/enterprise-security/articles/65254.aspx

http://www.cyber-rights.org/crypto/cryptog.htm


Encryption

O propósito da encriptação é tranformar a informação de maneira a que fique secreta, codifica-la por assim dizer, para que os "outros" mesmo que a tenham em seu poder não a conseguirem decifrar/consumir, torna-la perceptível. Apenas para as entidades legítimas destinatárias da informação é que esta é desencriptada e é possível consumi-la, ler de maneira perceptível a informação.

A encriptação tranforma o formato da informação em outro formato de tal forma que só as entidades especificas (donas do sistema) consigam reverter a transformação. De uma maneira geral é usado uma/duas chave(s) que são secretas, em conjunto com o texto e o algoritmo de encriptação, tanto o algoritmo como a(s) chave(s) são precisos tanto para encriptar como para desencriptar.

Uma chave de encriptação é um conjunto de caracteres que no processo de encriptação é utilizado para "bagunçar"/codificar os dados de forma a que estes fiquem encriptados, quanto mais randomica/imprevísivel esta key for mais dificil será que alguém externo ao processo consiga desencriptar a informação.

Existem dois tipos principais de encriptação:

Encriptação Simétrica

Aqui o importante é saber que tanto o ponto A (onde é encriptado) como o ponto B (onde é desencriptado) precisam de ter acesso à mesma chave de encriptação.

As operações com base na chave simétrica são mais simples do que as com assimétrica (abaixo explicada), pois existe uma única chave entre os intervinientes. A chave, na prática, representa um segredo, partilhado entre duas ou mais partes, que podem ser usadas para manter um canal confidencial de informação. Usa-se uma única chave, partilhada por ambos os interlocutores, na premissa de que esta é conhecida apenas por eles.

Tipos de algoritmos de chave simétrica:

  • Os algoritmos de chave simétrica podem ser divididos em cifras de fluxo (ou contínuas) e em cifras por bloco.
    • As cifras de fluxo cifram os bits da mensagem um a um, enquanto as cifras por bloco pegam um número de bits e cifram como uma única unidade.
    • Os blocos cifrados aceitam um número de bits e cifram em unidades. Um bloco de 64 bits é comum. O algoritmo AES aprovado pelo NIST em dezembro de 2001 usa blocos de 128 bits.

Exemplos de algoritmos simétricos populares e bem reputados incluem:

Este tipo de encriptação é usado:

  • Em serviços que armazenam dados em nome de utilizadores, clouds, backups
  • Criar um canal seguro entre um ponto A e um ponto B de um network, partindo-se do príncipio que existe uma maneira viável/segura e em separado de enviar a chave de encriptação.

Limitações:

A desvantagem dos algoritmos de chave simétrica é a exigência de uma única chave secreta compartilhada, com uma cópia em cada extremidade. As chaves estão sujeitas à descoberta potencial por um adversário criptográfico, por isso necessitam ser mudadas freqüentemente e mantidas seguras durante a distribuição e no serviço. Essa exigência de escolher, distribuir e armazenar chaves sem erro e sem perda, é conhecida como “gerenciamento de chave”.

A fim de garantir a comunicação segura entre toda uma população de n pessoas, um total de (n(n-1))/2 chaves são necessárias. Frequentemente os algoritmos assimétricos são muito mais lentos, são usados no início de uma sessão para distribuir chaves simétricas, então os algoritmos de chave simétrica mais elevados aumentam sua velocidade. Os mesmos problemas de distribuição de chave de confiança existem ainda no nível assimétrico, mas são um tanto mais tratáveis. Entretanto, a chave simétrica é gerada quase sempre em tempo real. Os algoritmos de chave simétrica não podem ser usados para finalidades de autenticação. Para finalidades de autenticação, geralmente são usadas funções de hash, por exemplo MD5 (já obsoleto na data desta resposta).

Leitura complementar


**Encriptação Assimétrica:** (ou Criptografia de chave pública)

Esta difere da Encriptação Simétrica na maneira de como funciona em relação à chave de encriptação/desencriptação, pois esta usa duas chaves, uma para encriptar outra para desencriptar, enquanto na Simétrica é usada a mesma chave. Aqui a chave de encriptação de uma maneira geral é publica mas a chave de desencriptação é privada/secreta que coexiste no local onde vai ser processada a desencriptação.

Este tipo de Criptografia, Assimétrica ou de chave pública, é frequentemente usada para garantir a segurança da comunicação eletrônica sobre um ambiente interconectado aberto tal como a internet, sem depender de um canal encoberto até para uma troca de chaves. Ambientes interconectados abertos são suscetíveis a uma variedade de problemas de segurança de comunicação tais quais ataque do homem-no-meio (man in the middle) e outras ameaças à segurança. Propriedades de segurança necessárias para comunicação tipicamente incluem que a comunicação que está sendo enviada não deva ser legível durante a transição (preservando confidencialidade), a comunicação não deve ser modificada durante a transição (preservando a integridade da comunicação), a comunicação deve ser originada por uma parte identificada (autenticidade do remetente) e para assegurar o não-repúdio (a não negação de envio da mensagem). Combinar criptografia de chave pública com um método de Encriptação de Chave Pública Envelopada (ECPE),3 permite o envio seguro de uma comunicação sobre um ambiente interconectado aberto.

Uma analogia para encriptação de chave pública é a de uma caixa de correio. A caixa de correio é exposta e acessível ao público – sua localização (o endereço da rua) é, em essência, a chave pública. Qualquer um que saiba o endereço pode chegar e colocar uma mensagem escrita na caixa de correio. Porém, apenas a pessoa que possui a chave pode abrir a caixa e ler a mensagem.

É usada em:

  • Assinaturas digitais, nas quais a mensagem é assinada com a chave privada do emissor e pode ser verificada por qualquer um que tenha acesso à chave pública do emissor. Essa verificação prova que o emissor teve acesso à chave privada, logo, ele provavelmente é a pessoa associada à chave pública. Isto também garante que a mensagem não foi adulterada, uma vez que qualquer manipulação da mensagem irá resultar em modificações no resumo de mensagem (em inglês message digest) codificado, a qual, caso contrário, se mantém imutável entre emissor e recipiente.
  • Encriptação de chave pública, na qual a mensagem é encriptada com a chave pública do destinatário. A mensagem não pode ser decriptada por ninguém que não possua a chave privada correspondente, o qual é presumidamente o proprietário da chave e a pessoa associada com a chave pública. Isto é utilizado numa tentativa de assegurar confidencialidade.
  • SSL para segurança das conecções entre browser e website, e outros serviços de network
  • SSH para segurança das sessões de logins com servidores remotos
  • Sinalizações para software updates para que computadores saibam que vão receber dados provinientes de fonte segura

Limitações:

Um problema central com o uso da criptografia de chave pública é a confiança/prova que uma chave pública específica é autêntica, isto é, que ela é correta e pertence a pessoa ou entidade reivindicada, e não foi adulterada ou substituída por um terceiro malicioso. A abordagem mais comum para esse problema é usar uma infraestrutura de chave pública (ICP), na qual um ou mais terceiros – conhecidos como autoridades certificadoras – certificam a propriedade dos pares de chaves. Privacidade Muito Boa (em inglês PGP), além de ser uma estrutura de autoridade certificada, usa um esquema geralmente chamado de a "teia da verdade" (do inglês "web of trust"), que descentraliza essa autênticação de chaves públicas por um mecanismo central, e substitui endossos individuais do elo entre usuário e chave pública. Até agora, nenhuma solução completamente satisfatória para o "problema de autênticação de chave pública" foi encontrado.

Apesar da distribuição da chave pública ser mais prática do que a da chave secreta os algoritmos de cifra assimétrica são computacionalmente mais complexos que cifra simétrica, 100 a 1000 vezes mais lentos.

Referência (en)
Leitura complementar
Informação complementar (en)


**Encriptação Híbrida** (aqui coloco um terceiro tipo que não é tão usado como os dois anteriores, é uma mistura de ambos, a resposta do Inkeliz já faz *referência* e explica como funciona).

Pdf como boa introdução aos três tipos ditos acima


Hashing

Hashing é muitas vezes dito como se fosse uma forma de encriptação, mas não é e não é.

Hashing serve para garantir a integridade, em que os algoritmos de hash são one-way, ou seja, é irreverssível/unidirecional, ex: formato em as passwords são armazenadas, são hashes, em que a verificação é feita não com base na password original do utilizador, mas sim confirmando que a password que o utilizador colocou gera a mesma hash que está armazenada ou não.

Aqui o propósito da hash é óbvio, mesmo que alguém tenha acesso, legítimo ou não, às passwords dos utilizadores que estão armazenadas, esta pessoa nunca vai saber de facto as passwords porque tudo o que tem nas mãos são hashes irreverssíveis, em que todas as ferramentas para tentar decifra-las (convencionalmente chamadas de password crackers) apenas usam uma grande lista de possíveis passwords e vão comparando, fazendo hash de uma a uma e comparando com as hashes que têm para decifrar.

Ou seja, hashing é ótimo para uso em qualquer ocasião em que queremos comparar um valor com outro que tenhamos armazenado mas, sem armazenar o verdadeiro valor por razões de segurança.

Uma hash tem três importantes propriedades:

  • O mesmo conjunto de caracteres vai sempre produzir a mesma hash
  • É irreversível (não pode ser 'desencriptado') (como explicado antes)
  • É/deve ser impossível a mesma hash para duas strings diferentes, a isto chama-se colisão no contexto de cryptografia

Outra resposta muito completa no SOPT acerca disto.

Alguns dos mais conhecidos metodos de Hash são: MD5 (obsoleto), SHA-1, SHA-256. Para quem quiser saber mais alguns metodos


**Fontes:**

http://www.securityinnovationeurope.com/blog/whats-the-difference-between-hashing-and-encrypting

https://danielmiessler.com/study/encoding-encryption-hashing-obfuscation/#gs.Ns30xvU

https://spin.atomicobject.com/2014/11/20/encryption-symmetric-asymmetric-hashing/

E um bocadinho eu.

Miguel
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