Symmetric vs Asymmetric Encryption in Cryptography

Differenza tra Crittografia Simmetrica e Asimmetrica – Panoramica Rapida

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La conservazione crittografica dei dati è un compito che non è mai stato così importante come oggi. Che si tratti di preservare informazioni personali o documenti aziendali sensibili, la crittografia è la prima difesa contro gli attacchi informatici, soprattutto nel settore di criptovalute e pagamenti

Due tipi di crittografia comunemente utilizzati sono quella simmetrica e quella asimmetrica. Sebbene entrambi servano allo stesso scopo, hanno approcci leggermente diversi per proteggere i dati.

Qual è la differenza tra crittografia simmetrica e asimmetrica? E quale delle due è migliore?

Punti Chiave

  1. La crittografia simmetrica si basa su una chiave segreta condivisa, mentre quella asimmetrica utilizza una coppia di due chiavi.
  2. La crittografia asimmetrica affronta le sfide della distribuzione delle chiavi e della comunicazione sicura con parti sconosciute.
  3. Entrambi i metodi trovano impiego nelle applicazioni moderne e hanno scopi diversi a seconda del livello di sicurezza ed efficienza richiesto.

Crittografia Simmetrica

La crittografia simmetrica, nota anche come cifratura a chiave segreta, è il metodo più semplice per cifrare i messaggi. Consiste nell’utilizzare un’unica chiave per le operazioni di crittografia e decrittografia. Questa chiave può essere una stringa di bit, un algoritmo matematico o un insieme di parole casuali conosciute solo dall’autore e dal destinatario.

La stessa chiave viene utilizzata sia dalla parte che invia che da quella che riceve, da qui il termine “simmetrica”. La chiave è riservata e deve essere scambiata in modo sicuro.

Come Funziona la Crittografia Simmetrica

La procedura comprende tra passi:

Generazione della Chiave

La chiave segreta viene generata utilizzando un generatore di numeri casuali o un algoritmo sicuro. La lunghezza della chiave dipende dal livello di sicurezza richiesto dal mittente e dal destinatario. In genere, le chiavi più lunghe sono considerate più sicure, in quanto forniscono un maggior numero di combinazioni possibili che un aggressore può indovinare.

Crittografia

Il messaggio in chiaro viene suddiviso in blocchi di dimensioni fisse e la chiave segreta viene applicata a ciascun blocco mediante un processo chiamato “cifratura”. Il risultato di questa operazione viene chiamato testo cifrato.

Decrittografia

Quando il destinatario ottiene il messaggio cifrato, utilizza la stessa chiave segreta del mittente per invertire il processo di cifratura, che prevede l’applicazione di un’operazione di decifrazione su ogni blocco di testo cifrato per recuperare il messaggio originale.

Symmetric Encryption Scheme

Vantaggi

La crittografia simmetrica offre diversi vantaggi agli utenti e agli sviluppatori:

  • Velocità: i suoi algoritmi sono efficienti dal punto di vista computazionale e ideali per criptare rapidamente grandi quantità di dati.
  • Semplicità: è semplice da implementare e richiede meno potenza di calcolo rispetto alla crittografia asimmetrica.
  • Sicurezza delle comunicazioni: garantisce una comunicazione sicura tra persone che possiedono la stessa chiave segreta.

Svantaggi

Allo stesso tempo, la crittografia simmetrica presenta dei limiti:

  • Distribuzione della chiave: la sfida principale della codifica simmetrica è la distribuzione sicura della chiave segreta a tutte le parti coinvolte. La sicurezza dell’intero sistema è a rischio se la chiave viene compromessa.
  • Scalabilità: questo metodo non è scalabile per reti di grandi dimensioni o per scenari in cui più parti devono comunicare in modo sicuro.
pros and cons of symmetric encryption

Crittografia Asimmetrica

La crittografia asimmetrica, detta anche crittografia a chiave pubblica, è una moderna tecnica crittografica che utilizza una coppia di chiavi pubblica e privata. La chiave pubblica è disponibile a chiunque, mentre la chiave privata rimane riservata. La cifratura asimmetrica offre una soluzione al problema della distribuzione delle chiavi affrontato dalla sicurezza digitale simmetrica.

Come Funziona la Crittografia Asimmetrica

In questo tipo di algoritmo crittografico sono coinvolti gli stessi tre processi. Nonostante ciò, rispetto al metodo precedentemente menzionato, ci sono delle leggere differenze:

Generazione della Chiave

Il processo inizia con la generazione di una coppia di chiavi: una chiave pubblica e una chiave segreta. Nonostante la loro relazione matematica, queste chiavi non possono essere dedotte l’una dall’altra. La chiave pubblica viene poi condivisa con chiunque voglia comunicare in modo sicuro con il proprietario della chiave privata.

Crittografia

Al fine di inviare un messaggio in modo sicuro in un modello asimmetrico di sicurezza crittografica, il mittente utilizza la chiave pubblica del destinatario per cifrare il messaggio. Questo processo trasforma i dati originali in codice cifrato, rendendoli illeggibili a chiunque non possieda la chiave segreta.

Decrittografia

Solo il destinatario dei dati criptati può utilizzare la chiave segreta corrispondente per decifrare il messaggio e recuperare il testo in chiaro originale. La codifica asimmetrica garantisce che solo le parti autorizzate possano accedere alle informazioni critiche, aggiungendo un ulteriore layer di sicurezza al processo di comunicazione.

Asymmetric Encryption Scheme

Vantaggi

Ecco i principali vantaggi offerti da questo tipo di crittografia:

  • Distribuzione della chiave: elimina la necessità di una distribuzione sicura delle chiavi. La chiave pubblica può essere condivisa con tutti, mentre la chiave privata deve rimanere segreta.
  • Comunicazione sicura: garantisce la riservatezza e la fiducia tra parti che non si sono mai incontrate prima o che non hanno un accordo preventivo su una chiave segreta condivisa.
  • Firme digitali: permette di creare firme digitali, fornendo autenticità ai documenti digitali.

Svantaggi

Nonostante ciò, il metodo non è privo di insidie:

  • Complessità computazionale: i suoi algoritmi sono computazionalmente intensivi e più lenti rispetto all’approccio simmetrico. Pertanto, è più difficile trasmettere grandi volumi di dati con questo metodo.
  • Lunghezza della chiave: al fine di garantire una sicurezza adeguata nella crittografia asimmetrica sono necessarie chiavi di lunghezza maggiore rispetto all’algoritmo simmetrico.
  • Gestione della chiave: questo metodo richiede un’attenta gestione delle coppie di chiavi per evitare l’accesso non autorizzato alle chiavi private.
pros and cons of asymmetric encryption

Quando Usare la Crittografia Simmetrica o Asimmetrica?

Entrambi i tipi di operazioni crittografiche hanno punti di forza e di debolezza che li rendono adatti a diversi casi d’uso. 

Quella simmetrica è più veloce ed efficiente, perfetta per gestire grandi quantità di dati. D’altra parte, la codifica asimmetrica offre una maggiore sicurezza perché le parti non devono scambiarsi le chiavi segrete.

Symmetric vs Asymmetric Encryption Comparison

Implementazione della Crittografia Simmetrica

Alcuni esempi comuni di codifica simmetrica in uso sono le app di messaggistica sicura come WhatsApp e Signal, che utilizzano il protocollo Signal per la crittografia end-to-end.

Nel settore bancario, la crittografia di grandi quantità di dati viene effettuata implementando alcuni algoritmi di crittografia simmetrica. Le applicazioni di pagamento, come le transazioni con carta, utilizzano dati criptati simmetricamente per proteggere le informazioni di identificazione personale (PII) e prevenire furti di identità o addebiti fraudolenti.

Crittografia Asimmetrica nelle Applicazioni Odierne

La codifica asimmetrica, invece, trova largo impiego nelle applicazioni moderne. La crittografia in blockchain è particolarmente importante. 

La maggior parte delle criptovalute, come BTC ed ETH, utilizza la crittografia asimmetrica per gestire gli indirizzi sulla blockchain. Inoltre, questo metodo salvaguarda gli smart contract.

Nei protocolli SSL e TLS, applicati per proteggere le trasmissioni di dati tra il browser di un utente e il server, la codifica asimmetrica è uno degli elementi più importanti del processo di exchange delle chiavi.

La protezione asimmetrica dei dati è anche alla base della sicurezza dei protocolli di comunicazione email come PGP e S/MIME. Questi protocolli utilizzano chiavi pubbliche e private per proteggere il contenuto delle email, assicurando che solo chi possiede la chiave privata corretta possa decifrare e leggere il messaggio, garantendo la privacy e proteggendo l’integrità del messaggio.

Considerazioni Finali

Nell’era digitale di oggi, i dati hanno il valore più grande per qualsiasi organizzazione e progetto. Quando un aumento di violazioni e attacchi informatici rappresenta una minaccia significativa per le informazioni o per gli asset degli individui, per questo le tecniche di crittografia robuste e forti diventano la necessità del momento.

Domande Frequenti

Che cosa significa AES?

AES è un noto approccio simmetrico progettato per proteggere i dati sensibili da accessi non autorizzati. Funziona convertendo i dati in blocchi e proteggendo crittograficamente ogni blocco separatamente utilizzando una combinazione di tecniche di sostituzione, trasposizione e miscelazione.

Che cosa significa RSA?

RSA è un algoritmo asimmetrico che utilizza la fattorizzazione di due numeri primi per garantire una protezione solida. È ampiamente utilizzato per proteggere gli exchange di chiavi e le firme digitali, garantendo un’elevata sicurezza dei dati critici.

Crittografia AES vs RSA: qual è la differenza?

AES e RSA sono due metodi diversi con punti di forza e applicazioni distinte. Mentre AES è un algoritmo simmetrico progettato per cifrare e decifrare velocemente i dati, RSA è un metodo asimmetrico utilizzato principalmente per lo scambio sicuro di chiavi e per le firme digitali. Si differenziano in termini di velocità, lunghezza delle chiavi e casi d’uso. Sia AES che RSA sono considerati algoritmi di cifratura altamente sicuri se implementati correttamente.

Un computer quantistico può violare AES?

No, un computer quantistico non può decriptare AES se si utilizzano chiavi di dimensioni sufficientemente grandi. I computer quantistici eccellono nel risolvere alcuni problemi matematici che i computer tradizionali non riescono a risolvere, fatto che li rende una minaccia per i metodi di cifratura esistenti. Nonostante ciò, se si utilizzano chiavi di lunghezza maggiore (256 bit o più), il tempo e le risorse necessarie a una macchina quantistica per decifrare il messaggio diventano impraticabili.

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