Обеспечение конфиденциальности данных осуществляют путем их шифрования с использованием симметричных и асимметричных алгоритмов шифрования. В группу средств, обеспечивающих защиту конфиденциальности данных, входят системы шифрования дисковых данных и системы шифрования данных, передаваемых по компьютерным сетям. Основная задача, решаемая такими системами, состоит в защите от несанкционированного использования данных.

Обеспечение конфиденциальности данных, располагаемых на дисковых магнитных носителях, осуществляется путем их шифрования с использованием симметричных алгоритмов шифрования. Основным классификационным признаком для комплексов шифрования служит уровень их встраивания в компьютерную систему.

Работа прикладных программ с дисковыми накопителями состоит из двух этапов – логического и физического. Логический этап соответствует уровню взаимодействия прикладной программы с операционной системой (например, вызов сервисных функций чтения/записи данных). На этом уровне основным объектом является файл. Физический этап соответствует уровню взаимодействия операционной системы и аппаратуры. В качестве объектов этого уровня выступают структуры физической организации данных – секторы диска.

Системы шифрования данных могут осуществлять криптографические преобразования данных на уровне файлов (защищаются отдельные файлы) и на уровне дисков (защищаются диски целиком). К программам первого типа можно отнести архиваторы типа arj, которые позволяют использовать криптографические методы для защиты архивных файлов. Примером систем второго типа может служить программа шифрования Diskreet, входящая в состав популярного программного пакета Norton Utilities.

Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования. По способу функционирования системы шифрования дисковых данных делят на два типа:

1) системы прозрачного шифрования;

2) системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

В системах прозрачного шифрования (шифрования «на лету») криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Например, пользователь записывает подготовленный в текстовом редакторе документ на защищаемый диск, а система защиты в процессе записи выполняет шифрование файла.

Системы второго типа обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования. К ним относятся, например, архиваторы со встроенными средствами парольной защиты.

Системы шифрования данных, передаваемых по компьютерным сетям, различаются по реализации и своим характеристикам в зависимости от используемого рабочего уровня модели взаимодействия открытых систем (модели OSI). Для передачи защищенных шифрованием данных в принципе могут быть использованы канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный или прикладной уровни модели OSI.

В случае канального шифрования защищается вся передаваемая по каналу связи информация, включая служебную. Этот способ шифрования обладает следующим достоинством: встраивание процедур шифрования на канальный уровень позволяет использовать аппаратные средства, что способствует повышению производительности системы. Однако у данного подхода имеются существенные недостатки:

· шифрование на канальном уровне всей информации, включая служебные данные транспортных протоколов, осложняет механизм маршрутизации сетевых пакетов и требует расшифрования данных в устройствах промежуточной коммутации (шлюзах, ретрансляторах и т.п.);

· шифрование служебной информации может привести к появлению статистических закономерностей в шифрованных данных; это влияет на надежность защиты и накладывает ограничения на использование криптографических алгоритмов.

Шифрование передаваемых данных на сетевом уровне в настоящее время регламентируется новым Internet-протоколом безопасного межсетевого обмена IPSec, предназначенным для аутентификации, туннелирования и шифрования IP-пакетов. Стандартизованный консорциумом Internet Engineering Task Force (IETF) протокол IPSec вобрал в себя все лучшие решения по шифрованию пакетов и должен войти в качестве обязательного компонента в протокол IPv6. Протокол IPSec предусматривает не только стандартные способы использования шифрования конечными точками виртуального туннеля, но и стандартные методы идентификации пользователей или компьютеров при инициации туннеля, а также стандартные методы обмена и управления ключами шифрования между конечными точками.

Шифрование передаваемых данных на транспортном уровне осуществляется, в сущности, шифраторами, которые зачастую привязаны к единственному приложению, например электронной почте. Наиболее известными из таких протоколов являются SMTP over Transport Layer Security, Secure Shell и т.д. (SMTP – простой протокол электронной почты).

Некоторые виртуальные частные сети используют подход под названием «посредники каналов» (circuit proxy). Этот метод функционирует над транспортным уровнем и ретранслирует трафик из защищенной сети в общедоступную сеть Internet для каждого сокета в отдельности (сокет IP идентифицируется комбинацией TCP-соединения и конкретного порта или заданным портом UDP). Стек TCP/IP не имеет пятого (сеансового) уровня, однако ориентированные на сокеты операции часто называют операциями сеансового уровня.

Шифрование информации, передаваемой между инициатором и терминатором туннеля, часто осуществляется с помощью защиты транспортного уровня TLS (Transport Layer Security) ранее протокола защищенных сокетов SSL. Для стандартизации аутентифицированного прохода через межсетевые экраны консорциум IETF определил протокол под названием SOCKS, и в настоящее время протокол SOCKS v.5 применяется для стандартизованной реализации посредников каналов.

Оконечное (абонентское) шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных, передаваемых между двумя прикладными объектами (абонентами). Оконечное шифрование реализуется с помощью протокола прикладного или представительного уровня эталонной модели OSI. В этом случае защищенным оказывается только содержание сообщения; вся служебная информация остается открытой. Данный способ позволяет избежать проблем, связанных с шифрованием служебной информации, но при этом возникают другие проблемы. В частности, злоумышленник, имеющий доступ к каналам связи компьютерной сети, получает возможность анализировать информацию о структуре обмена сообщениями, например об отправителе и получателе, о времени и условиях передачи данных, а также об объеме передаваемых данных.