Mitä päästä päähän -salaus on? Näin se suojaa kuvasi

Päästä päähän -salaus pitää luettavan kuvasisällön ja selväkieliset sisältöavaimet poissa tallennuspalvelun ulottuvilta.

Päästä päähän -salaus (E2EE) on tietoturvamalli, jossa selväkielinen data salataan yhdessä valtuutetussa päätelaitteessa ja puretaan toisessa. Tallennus- tai siirtopalvelulla ei ole selväkielistä sisältöavainta. Tämä raja suojaa sisältöä suoralta lukemiselta palvelimella, mutta se ei piilota kaikkia metatietoja eikä suojaa vaarantunutta päätelaitetta, palautustunnusta, jaon vastaanottajaa tai haitallista asiakasohjelman päivitystä.

Kuvatallennuksessa päästä päähän -salaus tarkoittaa, että puhelimesi salaa kuvien sisällön ennen lähetystä ja pilvi tallentaa salatekstiä eikä luettavia kuvia. Purkaminen vaatii avaimen, joka on saatavilla valtuutetun laitteen tai palautusreitin kautta. Tiedostokoko, ajoitus, tilitiedot, jakosuhteet ja muut metatiedot voivat jäädä näkyviin. Tämä opas selittää rajan ja vertailee yleisiä palvelumalleja.

Miten päästä päähän -salaus toimii

Perusmekanismissa on kolme vaihetta: avaimen luonti, salaus ja purku.

Avaimen luonti

Käyttäjän laite luo kryptografisen avaimen. Symmetrisessä salauksessa (kuten AES-256) sama avain salaa ja purkaa. Epäsymmetrisessä salauksessa (kuten RSA) julkinen avain salaa ja yksityinen avain purkaa. Monet E2EE-järjestelmät yhdistävät molemmat: epäsymmetrisellä salauksella vaihdetaan symmetrinen istuntoavain, joka hoitaa varsinaisen salauksen.

Kuvaholviapit käyttävät erilaisia avaintenhallintamalleja. Jotkin johtavat tiedostoavaimen suoraan salasanasta. Vahvemmat kerrostetut mallit voivat käyttää tunnuksesta johdettua avausavainta satunnaisen tiedostoavaimen käärimiseen. Vaultaire johtaa PBKDF2-HMAC-SHA512:lla 256-bittisen holviavaimen 5x5-kuviosta ja koko laitteen suolasta. Holviavain todentaa salatun indeksin ja purkaa erillisen satunnaisen pääavaimen, jolla tiedostot salataan.

Salaus

Selväkielinen data (kuvasi) muunnetaan salatekstiksi salausavaimella ja salausalgoritmilla. AES-256-GCM on tähän tarkoitukseen laajimmin käytetty symmetrinen salain. GCM (Galois/Counter Mode) antaa todennetun salauksen: se sekä salaa datan että tuottaa todennustunnisteen, joka paljastaa kaiken peukaloinnin. Jokainen tiedosto saa oman alustusvektorin (IV), joten identtisistä tiedostoista syntyy eri salateksti.

Purku

Vastaanottajan laite käyttää samaa avainta (symmetrinen) tai vastaavaa yksityistä avainta (epäsymmetrinen) muunnoksen kumoamiseen. Ilman oikeaa avainta salatekstiä ei voi erottaa satunnaisesta datasta. Matemaattista oikotietä ei ole. AES-256:ssa on 2^256 mahdollista avainta, enemmän kuin havaittavan maailmankaikkeuden atomeja on arvioitu olevan.

Päästä päähän -salaus verrattuna muihin salausmalleihin

Kaikki salaus ei ole päästä päähän -salausta. Erot ratkaisevat, kuka pääsee dataasi.

Siirron aikainen salaus (TLS/SSL)

Data salataan laitteesi ja palvelimen välillä. Palvelin purkaa sen vastaanottaessaan. Tämä suojaa salakuuntelulta siirron aikana, mutta data jää palvelimella luettavaksi. Kaikki suuret pilvipalvelut käyttävät siirron aikaista salausta. Se on lähtötaso, ei vaatimustaso.

Levossa olevan datan salaus (palvelinpuolella)

Palvelin salaa tallennetun datan avaimilla, joita palvelin hallitsee. Tämä suojaa palvelinlaitteiston fyysiseltä varkaudelta, mutta ei palveluntarjoajalta, sen työntekijöiltä tai palveluntarjoajalle osoitetuilta lakiin perustuvilta pyynnöiltä. iCloud, Google Drive ja Dropbox käyttävät kaikki palvelinpuolen salausta levossa. Avaimet ovat palveluntarjoajalla.

Päästä päähän -salaus

Data salataan valtuutetussa päätelaitteessa ennen kuin tallennuspalvelu saa sen. Hyvä toteutus pitää selväkielisen sisältöavaimen poissa palveluntarjoajan tavanomaisesta palvelinpuolen hallussapidosta, joten pelkkään tallennukseen kohdistuva murto tai tallennettua sisältöä koskeva lakiin perustuva vaatimus tuottaa salatekstiä eikä luettavia kuvia. Palveluntarjoaja voi silti luovuttaa salatekstiä ja metatietoja, jakaa asiakasohjelmistoa tai ylläpitää palautus- ja jakojärjestelmiä, jotka on otettava huomioon uhkamallissa.

Miten kuvatallennuspalvelut käsittelevät salausta

Salausmalli vaihtelee kuvatallennuspalveluissa paljon. Jotkin mainostavat "salausta" kertomatta mallia, mikä voi saada käyttäjät luulemaan kuviensa olevan E2EE-salattuja, vaikka ne eivät ole.

iCloud-kuvat

Apple käyttää siirron aikaista ja levossa olevan datan salausta. Apple pitää salausavaimet oletuksena hallussaan. Pätevän lakiin perustuvan pyynnön perusteella Apple voi luovuttaa iCloud-kuvien dataa. Poikkeus: Applen Edistyksellinen tietosuojaus (ADP), saatavilla joulukuusta 2022, lisää iCloud-kuviin päästä päähän -salauksen. ADP on otettava erikseen käyttöön Asetuksista. Kun se on käytössä, Apple ei pääse iCloud-kuvien dataan. Useimmat käyttäjät eivät ole ottaneet ADP:tä käyttöön.

Google Kuvat

Google käyttää siirron aikaista ja levossa olevan datan salausta palvelinpuolen avaimilla. Google pitää kaiken Google Kuvien datan salausavaimet, myös Lukittu kansio -sisällön. Google voi noudattaa lakiin perustuvia tietopyyntöjä. Google ei tarjoa Google Kuviin päästä päähän -salausta.

Dropbox

Siirron aikainen salaus (TLS 1.2+) ja levossa olevan datan salaus (AES-256 Dropboxin hallitsemilla avaimilla). Dropbox pitää avaimet ja pääsee tiedostoihisi. Dropboxiin on kohdistunut tietomurtoja (2012, 68 miljoonaa tiliä). Dropbox Vault (maksullinen ominaisuus) lisää PIN-suojauksen, mutta ei päästä päähän -salausta.

OneDrive

Microsoft käyttää siirron aikaista ja levossa olevan datan salausta Microsoftin hallitsemilla avaimilla. Microsoft pitää avaimet. OneDriven Henkilökohtainen säilö lisää henkilöllisyyden tarkistuksen (2FA), mutta ei päästä päähän -salausta: Microsoft pääsee edelleen dataan. Yritysasiakkaille on saatavilla asiakkaan hallitsemat avaimet.

Vaultaire

Asiakaspään salaus, josta palveluntarjoajan avaimet on rajattu pois. Vaultaire salaa kuvat ja metatiedot laitteella AES-256-GCM:llä ennen mitään pilveen lähettämistä. Satunnainen pääavain salaa holvin datan. Käyttäjän kuviosta ja laitekohtaisesta suolasta johdettu paikallinen holviavain käärii pääavaimen, ja erillinen kuviosta johdettu varmuuskopioavain suojaa yksityiset CloudKit-varmuuskopiotietueet. Vaultairella ei ole sisältöpalvelinta, eikä se saa näitä avaimia, joten se ei voi muuttaa CloudKit-tietuetta selväkieliseksi. Appi, iOS ja avattu laite pysyvät luottamusrajan sisällä, ja lakiin perustuvalla pyynnöllä voi silti saada asianomaisen palveluntarjoajan hallussa olevia tili- tai palvelumetatietoja.

Miksi päästä päähän -salaus on tärkeää kuville

Kuvat ovat poikkeuksellisen arkaluonteista dataa. Niissä on kasvoja, sijainteja (GPS-metatiedot), aikaleimoja ja visuaalisia tallenteita yksityisistä hetkistä. Kuvakirjaston vuoto paljastaa enemmän henkilökohtaisia tietoja kuin lähes mikään muu datatyyppi.

Tietomurrot

Kun palveluntarjoaja tallentaa kuvat palvelinpuolen avaimilla, sekä tallennuksen että sen avaintenhallinnan vaarantuminen voi paljastaa luettavaa sisältöä. Hyvällä E2EE:llä pelkkään tallennukseen kohdistuva murto tuottaa salatekstiä ja ne metatiedot, joita palvelu säilyttää. Päätelaitteen vaarantuminen, varastetut palautustunnukset, haitallinen asiakasohjelmisto ja avainpalvelun viat ovat edelleen erillisiä reittejä selväkieliseen sisältöön.

Viranomaisten ja lakiin perustuva pääsy

Palveluntarjoajat voidaan velvoittaa luovuttamaan hallussaan olevat tiedot. E2EE:ssä ne voivat olla salatekstiä, tilitietoja, käyttölokeja, tietueiden kokoja, ajoituksia ja jakometatietoja eikä luettavaa kuvasisältöä. Se, ulottuuko vaatimus laitteeseen, palautustapaan, vastaanottajaan tai asiakasohjelman tulevaan toimintaan, on eri oikeudellinen ja tekninen kysymys.

Sisäinen pääsy

Työntekijät tai hyökkääjät, joilla on pääsy palveluntarjoajan hallitsemiin tallennusavaimiin, voivat päästä palvelinpuolella salattuun sisältöön. E2EE poistaa tämän suoran tallennusavainreitin, kun palveluntarjoajalla ei ole selväkielisiä sisältöavaimia. Se ei tee sisäpiirin väärinkäytöstä ehdottomasti mahdotonta, koska palveluntarjoaja voi hallita asiakasohjelman jakelua, tilin tilaa, metatietoja, jakamista tai palautuskomponentteja.

Metatietojen suojaus

Jotkin E2EE-toteutukset salaavat vain tiedostojen sisällön ja jättävät metatiedot, kuten tiedostonimet ja päivämäärät, suojaamatta. Vaultaire suojaa tiedostojen otsakkeet, MIME-tyypit, indeksit, esikatselukuvat ja muut holvin metatiedot todennetulla AES-256-GCM-salauksella. Tallennettujen salatekstien pituudet ja salattujen tallennustiedostojen määrä voivat silti paljastaa rakenteellista tietoa sille, jolla on pääsy appisäiliöön, kuten arvion siitä, montako holvia sisältää tiedostoja.

Yleisiä väärinkäsityksiä E2EE:stä

"Pilvitallennukseni on salattu, joten kuvani ovat turvassa." Palvelinpuolen salaus suojaa palvelinlaitteistoon kohdistuvilta ulkoisilta murroilta. Se ei suojaa palveluntarjoajalta itseltään, lakiin perustuvilta pyynnöiltä eikä sisäpiirin uhilta. Avaimet ovat palveluntarjoajalla.

"HTTPS tarkoittaa, että kuvani on päästä päähän -salattu." HTTPS (TLS) salaa datan siirron aikana laitteesi ja palvelimen välillä. Kun data saapuu palvelimelle, se puretaan. HTTPS salaa putken, ei dataa.

"Päästä päähän -salaus tarkoittaa, ettei kukaan voi koskaan nähdä kuviani." E2EE tarkoittaa, ettei kukaan ilman avainta näe kuviasi. Jos jollakulla on salasanasi tai avaimesi, hän voi purkaa datan. Avaintenhallinta ja vahvat salasanat ovat edelleen välttämättömiä.

"Apple ja Google eivät näe kuviani." Oletuksena kummallakin yhtiöllä on pilveen tallennettujen kuviesi salausavaimet. Apple tarjoaa Edistyksellisen tietosuojauksen käyttäjän itse käyttöön otettavana. Google ei tarjoa Google Kuviin E2EE-vaihtoehtoa lainkaan.

Näin Vaultaire toteuttaa päästä päähän -salauksen

Vaultaire käyttää kerrostettua E2EE-mallia:

1. AES-256-GCM salaa kaikkien tiedostojen sisällön. Jokainen tiedosto saa oman alustusvektorin. Todennettu salaus paljastaa peukaloinnin.
2. PBKDF2 ja HMAC-SHA512 johtavat paikallisen holviavaimen käyttäjän piirtämästä kuviosta ja laitekohtaisesta suolasta. Työkerroin nostaa jokaisen offline-arvauksen hintaa lisäämättä kuvioon entropiaa. Holviavain todentaa salatun indeksin ja purkaa satunnaisen pääavaimen, jota käytetään tiedostojen dataan.
3. AES-256-GCM metatiedoille suojaa tiedostonimet, päivämäärät, mitat, indeksit ja esikatselukuvat todennetulla salauksella.
4. iOS:n Avainnippu ja Data Protection suojaavat laitekohtaisen suolan ja salatun palautustietokannan. AES-GCM-operaatiot ja aktiiviset symmetriset avaimet ovat appin prosessissa, kun holvi on auki.
5. Palveluntarjoajan avainten erottelu tarkoittaa, ettei Wraxle saa selväkielistä holvi-, pää-, varmuuskopio- tai palautusavainta. CloudKit-varmuuskopio (oletuksena päällä), synkronointi ja jakaminen tallentavat salatekstitietueita ja salattuja avainkuoria, ja Apple voi silti havaita palvelun metatietoja. Vaultaire ei vaadi Vaultaire-käyttäjätiliä.

Vaultaire säilyttää palautustiedot, myös kuvion, AES-GCM-salatussa tietokannassa iOS:n Avainnipussa. Niitä ei kirjoiteta selväkielisiin tiedostoihin eikä lähetetä Vaultaire-tilipalveluun. Jos käyttökelpoista kuviota, palautuslausetta tai jo avattua laitetta ei ole jäljellä, Vaultairella ei ole palveluntarjoajan palautusavainta, joka voisi palauttaa pääsyn.

Usein kysytyt kysymykset

Onko päästä päähän -salaus laillista?

Salauksen, pakotetun pääsyn ja salattujen palveluiden oikeudellinen asema vaihtelee lainkäyttöalueittain ja voi muuttua. Tämä opas kuvaa teknistä mallia, ei anna oikeudellista neuvontaa. Tarkista voimassa oleva paikallinen laki, jos käyttöösi liittyy rajatarkastuksia, oikeuden määräyksiä, säänneltyjä asiakirjoja tai muu suuren riskin tilanne.

Voivatko viranomaiset murtaa päästä päähän -salauksen?

Hyökkäykset tarvitsevat harvoin koko AES-256-avainavaruuden läpikäyntiä. Tutkija voi kohdistaa hyökkäyksen heikkoon salasanaan tai kuvioon, avattuun päätelaitteeseen, muistiin, palautuslauseeseen, vastaanottajaan, varmuuskopioon tai toteutusvirheeseen. Oikein toteutettu AES-256-GCM satunnaisella korkean entropian avaimella on suunniteltu kestämään suora avainhaku, mutta se on vain yksi osa järjestelmää.

Mitä eroa on E2EE:llä ja nollatietosalauksella?

E2EE kuvaa, missä selväkielinen data salataan ja puretaan ja kenellä on käyttökelpoiset sisältöavaimet. "Nollatietoa" käytetään usein tuotemarkkinoinnissa salaukselle, jota palveluntarjoaja ei näe, mutta sitä ei pidä lukea kirjaimellisesti: palvelulta voivat puuttua selväkieliset avaimet, ja se voi silti nähdä salatekstin, tilitiedot, koot, ajoitukset, jakosuhteet ja muita metatietoja. Arvioi dokumentoidut avain- ja palautusreitit, älä pelkkää nimitystä.

Hidastaako päästä päähän -salaus puhelintani?

Nykyaikaiset laitteet käsittelevät AES-256:tta tehokkaasti järjestelmän kryptografisten kirjastojen tarjoaman laitteistokiihdytyksen avulla. iPhonessa Vaultaire suorittaa AES-GCM:n appin prosessissa CryptoKitin kautta. Applen julkiset Secure Enclave -rajapinnat eivät ole mielivaltainen AES-GCM-moottori tiedostojen salaukseen. Salauksen ja purun kuormitus riippuu tiedostokoosta ja laitteesta, mutta se on suunniteltu pysymään poissa tieltä tavallisessa käytössä.

Mitä tapahtuu, jos kadotan salausavaimeni?

Jos jokainen käyttökelpoinen purku- ja palautusreitti katoaa, salattua dataa ei voi palauttaa. Siksi monet E2EE-järjestelmät käyttävät palautuslauseita, luotettuja laitteita, palautusyhteyshenkilöitä, hätäpaketteja tai salattuja avainkuoria. Ne säilyttävät pääsyn, mutta jokainen niistä tulee myös osaksi tietoturvamallia.

Yhteenveto

Päästä päähän -salaus voi poistaa tallennuspalvelun selväkielisen avainreitin, kun salaus tehdään valtuutetussa päätelaitteessa ennen lähetystä. Se on merkittävä suoja, ei tae koko järjestelmästä. Tarkista sisältöavainten hallussapito, palautus, metatiedot, asiakasohjelman päivitykset, päätelaitteen tietoturva ja jakaminen ennen kuin luotat palveluun yksityisten kuvien kanssa.

Vaultaire toteuttaa asiakaspään salauksen iOS:lle. Kuvasi ja holvin metatiedot salataan laitteella AES-256-GCM:llä ennen varmuuskopiointia tai synkronointia. Vaultaire ei saa purkuavaimia eikä ylläpidä palvelinta, joka voisi muuttaa nämä salatut tietueet kuviksesi. Tämä palveluntarjoajan raja ei tee vaarantuneesta tai avatusta iPhonesta luotettavaa.