शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन क्या है? एक सरल गाइड

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन का अर्थ है कि प्रदाता आपके डेटा तक नहीं पहुँच सकता।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन एक प्रदाता-सीमित आर्किटेक्चर है, जिसमें सेवा के पास संग्रहीत उपयोगकर्ता सामग्री को डिक्रिप्ट करने के लिए ज़रूरी कुंजी नहीं होती। सामान्य क्लाउड एन्क्रिप्शन में सामग्री कुंजी प्रदाता के नियंत्रण में रहती है, जबकि क्लाइंट-साइड एन्क्रिप्शन यह क्षमता उपयोगकर्ता के डिवाइस पर रख सकता है। कानूनी अनुरोध, सेंधमारी या कंपनी के अंदर का कोई व्यक्ति फिर भी प्रदाता के पास रखे सिफ़रटेक्स्ट, खाता रिकॉर्ड, ट्रैफ़िक डेटा या दूसरे मेटाडेटा को उजागर कर सकता है। NIST का कुंजी-प्रबंधन मार्गदर्शन कुंजी के संरक्षण को पहुँच का केंद्र मानता है, लेकिन क्लाइंट ऐप, ऑपरेटिंग सिस्टम और अनलॉक डिवाइस भरोसे की सीमा का हिस्सा बने रहते हैं।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन कैसे काम करता है

सबसे सरल उदाहरण: होटल की तिजोरी, जिसका कॉम्बिनेशन केवल आप सेट करते हैं और होटल को वह कभी पता नहीं चलता। अगर आप कॉम्बिनेशन भूल जाते हैं, तो होटल आपके लिए तिजोरी नहीं खोल सकता। यह डिज़ाइन की कमी नहीं है। यही डिज़ाइन है।

तकनीकी रूप से, शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन तीन चरणों में काम करता है:

1. डिवाइस पर कुंजी बनाना। उपयोगकर्ता पासवर्ड, पासफ़्रेज़ या पैटर्न जैसा क्रेडेंशियल देता है। पासवर्ड-आधारित कुंजी व्युत्पत्ति फ़ंक्शन इसे सॉल्ट के साथ जोड़कर उपयोगकर्ता के डिवाइस पर एक कुंजी बनाता है। अच्छी तरह अलग किया गया डिज़ाइन हर फ़ाइल को सीधे मानवीय क्रेडेंशियल से एन्क्रिप्ट करने के बजाय उस कुंजी से एक रैंडम सामग्री-एन्क्रिप्शन कुंजी खोल सकता है।

2. भेजने से पहले एन्क्रिप्शन। क्लाउड स्टोरेज या बैकअप के लिए डिवाइस छोड़ने से पहले सारा डेटा बनाई गई कुंजी से डिवाइस पर ही एन्क्रिप्ट होता है। अपलोड वही एन्क्रिप्टेड आउटपुट (सिफ़रटेक्स्ट) होता है।

3. प्रदाता को कोई प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी नहीं मिलती। उपयोग के दौरान सामग्री कुंजियाँ ज़रूरी तौर पर क्लाइंट की मेमोरी में रहती हैं, और प्रमाणित एन्क्रिप्टेड लिफ़ाफ़ों के अंदर स्थानीय या दूरस्थ रूप से संग्रहीत भी हो सकती हैं। प्रदाता सिफ़रटेक्स्ट और लपेटी गई कुंजियाँ रख सकता है, बिना उस उपयोगकर्ता रहस्य के जो उन्हें खोलने के लिए ज़रूरी है। खाता, ट्रैफ़िक, रिकॉर्ड के आकार और समय का मेटाडेटा फिर भी दिख सकता है।

अहम शर्त: अगर उपयोगकर्ता हर वैध क्रेडेंशियल और रिकवरी का रास्ता खो देता है, तो एन्क्रिप्टेड सामग्री तक पहुँच खत्म हो जाती है। रिकवरी फिर भी हो सकती है, लेकिन उसकी कुंजी किसके पास रहती है, यह साफ़ बताया जाना चाहिए। अगर केवल ईमेल रीसेट से, पुराने डिवाइस की मंज़ूरी, पुनर्प्राप्ति वाक्यांश, रिकवरी कुंजी या उपयोगकर्ता के पास रखे किसी बराबर रहस्य के बिना, पढ़ने योग्य सामग्री लौट आती है, तो प्रदाता ने प्लेनटेक्स्ट तक पहुँचने का एक असरदार रास्ता अपने पास रखा है।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन बनाम दूसरे प्रकार के एन्क्रिप्शन

"एन्क्रिप्शन" शब्द लगभग हर क्लाउड सेवा की मार्केटिंग सामग्री में दिखता है। इसके प्रकारों के बीच अंतर बड़े हैं।

"संग्रहीत डेटा का एन्क्रिप्शन" और "शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन" को सबसे ज़्यादा एक समझ लिया जाता है। संग्रहीत डेटा के एन्क्रिप्शन में प्रदाता आपका डेटा अपने सर्वर पर अपनी नियंत्रित कुंजियों से एन्क्रिप्ट करता है। यह सर्वर हार्डवेयर की भौतिक चोरी से बचाता है। यह प्रदाता के आपका डेटा पढ़ने, डेटा और कुंजियों के लिए सरकारी समन, या कंपनी के अंदर के खतरे से नहीं बचाता। डिक्रिप्ट करने की क्षमता प्रदाता के पास रहती है।

प्रदाता-ब्लाइंड क्लाइंट-साइड एन्क्रिप्शन में, दस्तावेज़ित प्रोटोकॉल के ज़रिए सेवा को प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी नहीं दी जाती। संग्रहीत सिफ़रटेक्स्ट उस प्रदाता के लिए अपारदर्शी रह सकता है, जबकि क्लाइंट सॉफ़्टवेयर, रिकवरी रास्ते, खाता मेटाडेटा और सॉफ़्टवेयर-डिलीवरी चैनल पर फिर भी भरोसा और समीक्षा ज़रूरी है।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन क्यों मायने रखता है

डेटा सेंधमारियाँ हर साल अरबों रिकॉर्ड उजागर करती हैं

Identity Theft Resource Center ने 2023 में अमेरिका में 3,205 डेटा सेंधमारियों की सूचना दी, जिनसे लगभग 353 मिलियन लोग प्रभावित हुए। जब सामग्री कुंजियाँ प्रदाता के पास होती हैं, तो एक सेंधमारी संग्रहीत डेटा और उसे डिक्रिप्ट करने का रास्ता, दोनों उजागर कर सकती है। प्रदाता-ब्लाइंड एन्क्रिप्शन इन्हें अलग रखता है: सर्वर में सेंधमारी फिर भी सिफ़रटेक्स्ट और मेटाडेटा उजागर कर सकती है, लेकिन प्रदाता के पास रखी प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी नहीं। क्रेडेंशियल का अनुमान लगाना और क्लाइंट का हैक होना अलग जोखिम बने रहते हैं।

कानूनी बाध्यता एक वास्तविक खतरा है

प्रदाताओं से अपने पास रखे डेटा का खुलासा करने को कहा जा सकता है। प्रदाता-ब्लाइंड डिज़ाइन यह जवाब सिफ़रटेक्स्ट और उपलब्ध खाता, ट्रैफ़िक, बिलिंग या सेवा मेटाडेटा तक सीमित रख सकता है, क्योंकि प्रदाता के पास प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी नहीं होती। कोई दूसरा पक्ष उपयोगकर्ता का क्रेडेंशियल पा सकता है, क्लाइंट की कमज़ोरी का फ़ायदा उठा सकता है या खुलासे के लिए मजबूर कर सकता है या नहीं, यह अलग सवाल है। Apple ने iOS 16.2 में iCloud डेटा के लिए एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन के वैकल्पिक विस्तार के रूप में एडवांस डेटा सुरक्षा पेश किया।

"हम पर भरोसा करें" कोई सुरक्षा आर्किटेक्चर नहीं है

सर्वर-साइड एन्क्रिप्शन प्रदाता-नियंत्रित कुंजियों और नीति पर निर्भर करता है। प्रदाता-ब्लाइंड एन्क्रिप्शन कुंजी का संरक्षण बदल देता है, इसलिए दस्तावेज़ित सेवा पथ के पास प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी नहीं होती। यह एक मज़बूत आर्किटेक्चरल सीमा है, लेकिन इसकी ताकत फिर भी सही क्लाइंट कोड, प्रमाणित सॉफ़्टवेयर डिलीवरी, भरोसेमंद रिकवरी, सुरक्षित डिवाइस और विनिर्देश से मेल खाते कार्यान्वयन पर निर्भर करती है।

क्रिप्टोग्राफ़ी के पीछे का NIST मानक

AES-GCM को National Institute of Standards and Technology ने SP 800-38D (2007) में मानकीकृत किया। AES को खुद NIST ने 2001 में एक सार्वजनिक प्रतियोगिता से चुना था। AES-256 में "256" का मतलब 256-बिट कुंजी है। पूरी तरह रैंडम कुंजी को हर संभावना आज़माकर खोजना गणना के हिसाब से असंभव है, लेकिन मानवीय पासवर्ड या पैटर्न बहुत कम एन्ट्रॉपी दे सकता है, भले ही कुंजी व्युत्पत्ति फ़ंक्शन 256 बिट आउटपुट करे।

GCM (Galois/Counter Mode) प्रमाणित एन्क्रिप्शन जोड़ता है, यानी डिक्रिप्शन प्रक्रिया सिफ़रटेक्स्ट में किसी भी छेड़छाड़ को पकड़ लेती है। अगर एन्क्रिप्टेड डेटा का एक भी बिट बदला जाए, तो डिक्रिप्शन खराब आउटपुट देने के बजाय विफल हो जाता है। इससे हमलावर पकड़े गए बिना एन्क्रिप्टेड डेटा में हेरफेर नहीं कर सकते।

PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2), जो RFC 8018 में निर्दिष्ट है, बार-बार स्यूडोरैंडम-फ़ंक्शन कॉल से मानव द्वारा दिए गए क्रेडेंशियल को तय लंबाई वाली कुंजी सामग्री में बदलता है। ज़्यादा इटरेशन हर अनुमान की लागत बढ़ाते हैं। वे अनुमान लगाने योग्य पैटर्न या पासवर्ड में एन्ट्रॉपी नहीं जोड़ते, इसलिए क्रेडेंशियल का चुनाव और ऑफ़लाइन जाँच फिर भी मायने रखते हैं।

Vaultaire प्रदाता-कुंजी अलगाव को कैसे लागू करता है

Vaultaire iPhone के लिए क्लाइंट-साइड एन्क्रिप्टेड तिजोरी है। उत्पाद के संदर्भ में जिसे अक्सर "शून्य ज्ञान" कहकर बेचा जाता है, उसका ज़्यादा सीमित दस्तावेज़ित दावा यह है कि Wraxle को प्लेनटेक्स्ट तिजोरी सामग्री या उसे डिक्रिप्ट करने के लिए ज़रूरी कुंजियाँ नहीं मिलतीं। नीचे बताया गया है कि हर परत पर कार्यान्वयन और बाकी भरोसे की सीमाएँ कैसे काम करती हैं।

कुंजी बनाना। उपयोगकर्ता 25 बिंदुओं वाले 5x5 ग्रिड पर पैटर्न बनाता है। PBKDF2-HMAC-SHA512 उस क्रम को एक डिवाइस-व्यापी Keychain सॉल्ट के साथ 600,000 इटरेशन तक प्रोसेस करके 256-बिट तिजोरी कुंजी बनाता है। तिजोरी कुंजी एन्क्रिप्टेड इंडेक्स को प्रमाणित करती है और एक अलग रैंडम 256-बिट मास्टर कुंजी को लपेटती है। पैटर्न सहित रिकवरी जानकारी प्लेनटेक्स्ट फ़ाइलों या Vaultaire खाते में नहीं, बल्कि AES-GCM से एन्क्रिप्टेड Keychain डेटाबेस में रहती है।

फ़ाइल एन्क्रिप्शन। आयात की गई हर फ़ाइल रैंडम मास्टर कुंजी के तहत AES-256-GCM से एन्क्रिप्ट होती है। CryptoKit नए नॉन्स के साथ प्रमाणित सील्ड बॉक्स बनाता है, और स्ट्रीमिंग प्रारूप हर क्रमबद्ध हिस्से के लिए अलग नॉन्स बनाता है।

मेटाडेटा एन्क्रिप्शन। फ़ाइल नाम, MIME प्रकार, तारीखें, इंडेक्स रिकॉर्ड और थंबनेल डेटा भी AES-256-GCM से सुरक्षित रहते हैं। Vaultaire तिजोरी मेटाडेटा के लिए ChaCha20 का उपयोग नहीं करता।

कुंजी प्रबंधन। Vaultaire अपना डिवाइस सॉल्ट और एन्क्रिप्टेड रिकवरी डेटाबेस सामान्य iOS Keychain generic-password आइटम के रूप में रखता है, जो WhenUnlockedThisDeviceOnly accessibility class से सुरक्षित होते हैं। पैटर्न से बनी तिजोरी कुंजियाँ और रैंडम मास्टर कुंजियाँ CryptoKit के ज़रिए ऐप मेमोरी में प्रोसेस होती हैं। लॉक करने पर सक्रिय कुंजी स्थिति हट जाती है, लेकिन Swift और iOS यह गारंटी नहीं देते कि हर अस्थायी प्रति ओवरराइट हो जाती है।

तिजोरी की खोज। सामान्य इंटरफ़ेस तिजोरी सूची नहीं दिखाता। स्टोरेज प्रारूप हर तिजोरी के लिए एक स्टोरेज डायरेक्टरी रखता है। इसलिए ऐप कंटेनर तक पहुँच वाला व्यक्ति तिजोरी गिन सकता है, हालाँकि डायरेक्टरी के नाम पैटर्न, नाम या प्लेनटेक्स्ट सामग्री नहीं बताते। पूरी सुरक्षा आर्किटेक्चर और पैटर्न एन्क्रिप्शन की व्याख्या देखें।

कैसे पता करें कि कोई ऐप वास्तविक शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन का उपयोग करता है

तीन छोटे परीक्षणों से शुरू करें, फिर प्रकाशित आर्किटेक्चर की जाँच करें:

1. पासवर्ड भूलने का परीक्षण। अगर केवल ईमेल रीसेट से पढ़ने योग्य डेटा लौट आता है, तो पूछें कि प्रदाता के पास रखे किस तंत्र ने असरदार सामग्री कुंजी वापस पाई। उपयोगकर्ता के पास रखे पुनर्प्राप्ति वाक्यांश, पुराने डिवाइस की मंज़ूरी और प्रदाता-नियंत्रित रीसेट अलग-अलग डिज़ाइन हैं।

2. नए डिवाइस का परीक्षण। अगर नया डिवाइस पढ़ने योग्य सामग्री रीस्टोर करता है, तो वह रहस्य या भरोसेमंद डिवाइस पहचानें जिसने इसकी अनुमति दी। केवल खाता लॉगिन प्रदाता-नियंत्रित रिकवरी रास्ते का संकेत देता है; पुनर्प्राप्ति वाक्यांश और एन्क्रिप्टेड बैकअप रिकॉर्ड मिलकर प्रदाता-कुंजी अलगाव बनाए रख सकते हैं।

3. खाता परीक्षण। ईमेल पता या फ़ोन नंबर पहचान को सेवा मेटाडेटा से जोड़ता है, लेकिन अपने आप यह साबित नहीं करता कि प्रदाता सामग्री डिक्रिप्ट कर सकता है। कुंजी पदानुक्रम, रिकवरी डिज़ाइन, क्लाइंट कोड या ऑडिट, मेटाडेटा नीति, और यह जाँचें कि प्रमाणित सिफ़रटेक्स्ट ऑफ़लाइन क्रेडेंशियल जाँच की अनुमति देता है या नहीं।

ये परीक्षण छलनी हैं, सुरक्षा का प्रमाण नहीं। एक सुसंगत विनिर्देश में सामग्री कुंजी, अनलॉक कुंजी, सॉल्ट, व्युत्पत्ति पैरामीटर, प्रमाणित-एन्क्रिप्शन प्रारूप, नॉन्स के नियम, रिकवरी लिफ़ाफ़े, स्थानीय गुप्त स्टोरेज, क्लाउड मेटाडेटा और वह बिंदु बताया जाना चाहिए जहाँ प्लेनटेक्स्ट कुंजियाँ मौजूद होती हैं। स्वतंत्र समीक्षा किसी उत्पाद लेबल से ज़्यादा मज़बूत सबूत है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन और एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन एक ही हैं?

दोनों में समानताएँ हैं, लेकिन ये एक जैसे नहीं हैं। एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन (E2EE) का अर्थ है कि डेटा भेजने वाले के डिवाइस पर एन्क्रिप्ट होता है और केवल पाने वाले के डिवाइस पर डिक्रिप्ट होता है। शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन का अर्थ है कि प्रदाता डेटा तक नहीं पहुँच सकता। अगर प्रदाता ने किसी समय कुंजियाँ बनाई थीं या उसके पास उन तक पहुँच है, तो कोई सेवा शून्य-ज्ञान हुए बिना भी एंड-टू-एंड एन्क्रिप्टेड हो सकती है। शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन ज़्यादा सख़्त मानक है।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन में पासवर्ड खो जाने पर क्या होता है?

अगर हर वैध क्रेडेंशियल और रिकवरी लिफ़ाफ़ा खो जाए, तो आपके डेटा तक पहुँच हमेशा के लिए खत्म हो जाती है। प्रदाता-नियंत्रित रीसेट या मास्टर कुंजी प्रदाता की सीमा को कमज़ोर करेगी, इसलिए रिकवरी को अलग से डिज़ाइन करना होता है। Vaultaire 9 शब्दों का एक स्वनिर्धारित वाक्यांश बनाता है, जिससे बनी रिकवरी कुंजी एक एन्क्रिप्टेड तिजोरी-कुंजी लिफ़ाफ़ा खोलती है। वाक्यांश कुंजी को दोबारा नहीं बनाता या एनकोड नहीं करता, और नए डिवाइस पर रीस्टोर के लिए मेल खाते एन्क्रिप्टेड CloudKit रिकॉर्ड भी चाहिए।

क्या कानून प्रवर्तन एजेंसियाँ शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्टेड डेटा तक पहुँच सकती हैं?

प्रदाता को संग्रहीत सिफ़रटेक्स्ट और अपने पास रखे खाता, ट्रैफ़िक, बिलिंग या सेवा मेटाडेटा का खुलासा करना पड़ सकता है। प्रदाता के पास प्लेनटेक्स्ट सामग्री कुंजी न हो, तो वह सामग्री डिक्रिप्ट करने के लिए अपने सामान्य सेवा पथ का उपयोग नहीं कर सकता। डिवाइस की कमज़ोरी का फ़ायदा उठाना, क्रेडेंशियल की खोज, रिकवरी प्रतियाँ और ज़बरन खुलासा अलग रास्ते हैं, और उनकी वैधता और असर क्षेत्राधिकार और तथ्यों के हिसाब से बदलते हैं।

क्या शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन सामान्य एन्क्रिप्शन से धीमा है?

AES-256-GCM का प्रदर्शन इस पर निर्भर नहीं करता कि कुंजी किसके पास है। पासवर्ड-आधारित व्युत्पत्ति अनलॉक के दौरान काम जोड़ती है, और इसकी अवधि एल्गोरिदम, इटरेशन संख्या, डिवाइस और कार्यान्वयन पर निर्भर करती है। ऐप्स को समर्थित हार्डवेयर पर यह लागत मापनी चाहिए और तेज़ प्रतिक्रिया को हर ऑफ़लाइन अनुमान पर पड़ने वाली लागत के साथ संतुलित करना चाहिए।

क्या शून्य-ज्ञान का अर्थ है कि ऐप कोई भी डेटा इकट्ठा नहीं करता?

ज़रूरी नहीं। यह शब्द प्रदाता की सामग्री-कुंजी सीमा के बारे में है, हर डेटा प्रवाह के बारे में नहीं। कोई ऐप फिर भी खाता डेटा, एनालिटिक्स, क्रैश रिपोर्ट, IP पते, रिकॉर्ड का आकार, समय या दूसरा सेवा मेटाडेटा प्रोसेस कर सकता है। Vaultaire को किसी पहचान खाते की ज़रूरत नहीं है। इसका ऐप एनालिटिक्स और क्रैश डायग्नोस्टिक्स डिफ़ॉल्ट रूप से चालू हैं और सेटिंग्स में "गुमनाम रूप से त्रुटियाँ साझा करें" से बंद किए जा सकते हैं। दस्तावेज़ित ईवेंट नीति में तिजोरी सामग्री, पैटर्न, वाक्यांश और डिक्रिप्शन कुंजियाँ शामिल नहीं हैं; गोपनीयता नीति मौजूदा संग्रह और रखने के नियम बताती है।

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन की तुलना Apple के एडवांस डेटा सुरक्षा से कैसे होती है?

Apple का एडवांस डेटा सुरक्षा (ADP), जो iOS 16.2 में आया, एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन को iCloud की और श्रेणियों तक बढ़ाता है और Apple खाता रिकवरी मॉडल का उपयोग करता है। Vaultaire तिजोरी सामग्री को डिवाइस पर एन्क्रिप्ट करता है और उसे किसी Vaultaire पहचान खाते की ज़रूरत नहीं है; इसका iCloud बैकअप, जो डिफ़ॉल्ट रूप से चालू है, और सिंक और साझाकरण उपयोगकर्ता के Apple खाते में क्लाइंट-साइड एन्क्रिप्टेड CloudKit रिकॉर्ड का उपयोग करते हैं। Vaultaire पैटर्न से अलग तिजोरी पहुँच और दबाव मोड भी देता है, जिनकी स्टोरेज और रिकवरी सीमाएँ इसके विश्वसनीय इनकार दस्तावेज़ में बताई गई हैं।

सारांश

शून्य-ज्ञान एन्क्रिप्शन को प्रदाता-कुंजी अलगाव का दावा मानना सबसे अच्छा है: सेवा के पास संग्रहीत सामग्री डिक्रिप्ट करने के लिए ज़रूरी प्लेनटेक्स्ट कुंजी नहीं होती। यह प्रदाता-नियंत्रित कुंजियों वाले सर्वर-साइड एन्क्रिप्शन से मज़बूत है, लेकिन यह दावा नहीं है कि कुंजियाँ केवल मेमोरी में रहती हैं, कि मेटाडेटा गायब हो जाता है, या कि हर क्लाइंट और डिवाइस के हैक होने से बचाव हो जाता है। उत्पाद को उसके कुंजी पदानुक्रम, रिकवरी डिज़ाइन, कार्यान्वयन और स्वतंत्र समीक्षा के आधार पर परखें।

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