L’intensificarsi degli attacchi informatici e delle violazioni dei dati ha reso la cifratura dei dati una tecnologia indispensabile per la sicurezza digitale.

Infatti, è in grado di trasformare le informazioni sensibili in codice illeggibile e di garantire che i dati rimangano protetti anche in caso di accesso non autorizzato.

Che cos’è la cifratura dei dati

Iniziamo a chiarire che cifratura e crittografia non sono sinonimi, ovvero:

• la crittografia rappresenta la disciplina scientifica che si occupa dello studio e dello sviluppo di metodi per proteggere le informazioni attraverso la trasformazione dei dati in forma illeggibile a soggetti non autorizzati. Si tratta di un campo multidisciplinare che combina matematica, informatica e ingegneria per creare algoritmi, protocolli e sistemi di sicurezza. La crittografia abbraccia un ampio spettro di tecniche e applicazioni, i.e. dalla progettazione di algoritmi di hash alle funzioni di firma digitale, dai protocolli di autenticazione ai sistemi di gestione delle chiavi;
• la cifratura costituisce, invece, una specifica applicazione pratica della crittografia, rappresentando il processo concreto di trasformazione di un testo in chiaro (plain text) in un testo cifrato (cipher text), utilizzando un algoritmo crittografico e una chiave specifica.

Di fatto, mentre la crittografia definisce i principi teorici e gli algoritmi, la cifratura è l’implementazione operativa di questi principi per proteggere dati specifici.

Come funziona la cifratura

Sebbene il principio di base della cifratura sia concettualmente semplice, gli strumenti crittografici moderni implementano sistemi di estrema complessità matematica che garantiscono elevati livelli di sicurezza.

Di seguito i componenti fondamentali del processo di cifratura:

• algoritmi di cifratura: definiscono le regole matematiche che governano il processo di trasformazione dei dati.
• testo cifrato: è la versione codificata e illeggibile del messaggio originale, ottenuta attraverso l’applicazione dell’algoritmo crittografico
• testo in chiaro: è il messaggio originale e comprensibile, recuperato attraverso il processo di decifratura utilizzando le chiavi appropriate.

È doveroso evidenziare che, durante il processo di cifratura, gli algoritmi utilizzano chiavi crittografiche specifiche per trasformare il testo in chiaro in una versione cifrata incomprensibile.

La decifratura, invece, inverte questo processo utilizzando algoritmi complementari che ripristinano il messaggio nella sua forma originale. A seconda della tipologia di cifratura implementata, il sistema può utilizzare una o due chiavi crittografiche distinte.

Principali algoritmi di cifratura

Ecco i principali algoritmi di cifratura:

• Data Encryption Standard (DES): si tratta di un algoritmo alla base della crittografia moderna, ma oggi è considerato obsoleto per applicazioni di sicurezza critiche a causa della limitata lunghezza delle chiavi.
• Triple DES: si tratta dell’evoluzione del DES che applica l’algoritmo tre volte consecutive utilizzando chiavi da 56 bit, ampiamente adottato nel settore finanziario per la sua consolidata affidabilità;
• Advanced Encryption Standard (AES): è lo standard crittografico avanzato che utilizza chiavi da 128, 192 o 256 bit. Considerato il più sicuro tra gli algoritmi attualmente disponibili, è adottato da governi e da organizzazioni internazionali;
• RSA: è un algoritmo di cifratura a chiave pubblica, sviluppato nel 1977, e la cui sigla deriva dai nomi degli inventori, i.e. Rivest, Shamir, Adleman. Esso è ancora ampiamente utilizzato per proteggere le comunicazioni Internet grazie alla sua robustezza matematica;
• TwoFish: si tratta di un algoritmo caratterizzato da elevate prestazioni computazionali, particolarmente adatto per implementazioni hardware e software che richiedono velocità di elaborazione;
• PFS (Perfect Forward Secrecy): è un algoritmo che utilizza chiavi private temporanee, specifiche per ogni sessione. Ovvero, ogni sessione genera una nuova chiave, garantendo così la riservatezza delle altre sessioni in caso di violazione della sicurezza. La funzione PFS è compresa nell’algoritmo di Diffie-Hellman, sistema utilizzato da Google, WhatsApp e Facebook Messenger.

Tipologie di cifratura

I metodi crittografici si distinguono in tre categorie principali di cifratura e, precisamente:

• cifratura asimmetrica;
• cifratura simmetrica;
• omomorfica.

Cifratura dei dati asimmetrica

La crittografia a chiave pubblica utilizza due chiavi matematicamente correlate ma distinte: una chiave pubblica per la cifratura e una chiave privata per la decifratura.

La chiave pubblica può essere condivisa liberamente, mentre la chiave privata rimane segreta e unica per ogni destinatario. Tale sistema offre maggiore sicurezza rispetto alla cifratura simmetrica, ma comporta maggiori costi computazionali.

L’algoritmo RSA rappresenta l’implementazione più diffusa di questo approccio, utilizzato nei certificati SSL per le connessioni HTTPS e nelle comunicazioni sicure su Internet.

La cifratura simmetrica

La cifratura simmetrica utilizza un’unica chiave privata per entrambe le operazioni di cifratura e decifratura.

Tale approccio garantisce prestazioni superiori rispetto alla cifratura asimmetrica, ma richiede che tutte le parti coinvolte nella comunicazione condividano preventivamente la chiave segreta.

Gli algoritmi simmetrici come AES e Triple DES sono ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono elevate prestazioni, quali: i sistemi di pagamento e la generazione di numeri casuali.

Cifratura omomorfica dei dati

La cifratura omomorfica si integra nei sistemi di cifratura asimmetrica permettendo a soggetti terzi di eseguire elaborazioni computazionali complesse su dati cifrati senza mai accedere alle informazioni in chiaro.

Il processo funziona attraverso l’utilizzo della chiave pubblica del proprietario dei dati che consente a provider esterni di effettuare calcoli matematici arbitrari sui messaggi cifrati, mantenendo la loro forma crittografata durante tutto il processo di elaborazione.

Il fornitore del servizio restituisce i risultati computazionali sotto forma di nuovi messaggi cifrati che il proprietario originale può successivamente decifrare, utilizzando la propria chiave privata per ottenere i risultati finali in formato leggibile.

Questa tecnologia rivoluziona l’approccio al cloud computing e all’outsourcing dei dati sensibili, consentendo alle organizzazioni di delegare operazioni computazionalmente intensive a datacenter esterni, senza compromettere la riservatezza delle informazioni.

Vantaggi della cifratura

La crittografia si rivela come uno strumento essenziale per la protezione dei dati personali e finanziari.

Di fatto, grazie alla adozione della cifratura è possibile ottenere vantaggi in termini di:

• riservatezza: cifrare le informazioni assicura la riservatezza dei dati durante le comunicazioni. Solo il proprietario dei dati e il destinatario possono leggerli. In questo modo, anche se i messaggi venissero intercettati da individui malintenzionati, non sarebbe possibile leggerli.
• sicurezza: la cifratura costituisce una barriera fondamentale contro le violazioni dei dati, rendendo le informazioni rubate completamente inutilizzabili per gli aggressori, oltre a neutralizzare efficacemente qualsiasi tentativo di data breach, poiché i dati sottratti rimangono cifrati e quindi illeggibili senza le chiavi appropriate.
• autenticazione: la cifratura garantisce l’identità del destinatario nelle comunicazioni digitali, assicurando che solo le persone autorizzate possano accedere ai contenuti cifrati.
• privacy: la cifratura garantisce l’identità del destinatario nelle comunicazioni digitali, assicurando che solo le persone autorizzate possano accedere ai contenuti cifrati.
• integrità: la cifratura protegge dall’alterazione fraudolenta dei dati, impedendo ai cyber criminali di modificare le informazioni trasmesse per commettere frodi. Tale aspetto è particolarmente importante nelle transazioni finanziarie e nelle comunicazioni critiche, dove l’integrità dei dati è essenziale per prevenire manipolazioni dannose.

Cifratura dati e conformità normativa UE: un imperativo strategico

La convergenza tra la Direttiva NIS 2, il GDPR, il Data Act e il Data Governance Act crea un ecosistema regolamentare complesso che mira a garantire la protezione e la sicurezza dei dati.

Ciò richiede approcci tecnologici innovativi per garantire la conformità simultanea a multiple normative.

La cifratura dei dati si rivela non solo come strumento tecnico di protezione, ma come elemento strategico fondamentale per soddisfare i requisiti normativi europei in termini di protezione delle informazioni sensibili, oltre a mantenere la competitività nel mercato digitale globale.

Ma vediamo di seguito, in dettaglio, di che si tratta.

NIS 2

La Direttiva NIS 2 stabilisce requisiti stringenti per la protezione delle infrastrutture critiche e dei servizi essenziali digitali, oltre a richiedere specificamente l’adozione di tecnologie di cifratura per garantire la riservatezza, l’integrità e la disponibilità dei dati, con particolare attenzione alla protezione dei sistemi di controllo industriale, delle reti di telecomunicazione e dei servizi cloud.

Ne consegue che le organizzazioni soggette alla direttiva devono dimostrare di aver implementato soluzioni di cifratura robuste che resistano agli attacchi informatici più sofisticati, utilizzando algoritmi approvati dalle autorità competenti e gestendo le chiavi crittografiche secondo standard internazionali riconosciuti.

Inoltre, la conformità a NIS 2 richiede la capacità di cifrare i dati sia a riposo sia in transito, implementando protocolli di comunicazione sicuri e sistemi di backup cifrati che garantiscano la continuità operativa anche in caso di incidenti di sicurezza.

GDPR

Il regolamento Gdpr stabilisce la cifratura come una delle misure di sicurezza tecniche e organizzative più efficaci per proteggere i dati personali, riducendo significativamente i rischi in caso di violazione.

Data Act

Il Data Act amplifica questi requisiti richiedendo che i dati generati da dispositivi IoT e da servizi digitali siano protetti durante tutto il loro ciclo di vita, inclusi i processi di condivisione e di portabilità tra diverse piattaforme.

La cifratura diventa, quindi, essenziale per garantire che i diritti di accesso e di portabilità dei dati possano essere esercitati in modo sicuro, senza compromettere la riservatezza delle informazioni.

Data Governance Act

Il Data Governance Act introduce ulteriori complessità, richiedendo meccanismi di cifratura differenziati per supportare la condivisione sicura di dati tra settori pubblico e privato, oltre ad implementare controlli di accesso granulari che permettano di proteggere simultaneamente informazioni personali e commerciali sensibili.

A fronte di quanto scritto finora, l’integrazione di queste normative richiede alle organizzazioni di progettare architetture crittografiche flessibili e scalabili, capaci di adattarsi a diversi contesti normativi, mantenendo elevati standard di sicurezza e facilitando la governance dei dati attraverso tecnologie innovative, come la cifratura omomorfica e le tecniche di privacy-preserving computation.

Prospettive future per la cifratura dei dati

La cifratura dei dati continuerà a essere fondamentale per la sicurezza e la privacy ed assisteremo a evoluzioni significative a fronte dell’integrazione di tecnologie innovative che amplieranno significativamente le capacità di protezione dei dati.

Inoltre, la cifratura omomorfica è destinata a diffondersi maggiormente in futuro in quanto permette di elaborare dati cifrati senza decifrarli, rivoluzionando il cloud computing e l’analisi dei big data nel rispetto della privacy.

Ancora, le tecniche di secure multi-party computation consentiranno a diverse organizzazioni di collaborare su calcoli condivisi, mantenendo la riservatezza dei propri dati, aprendo nuove possibilità per la ricerca scientifica e l’innovazione industriale.

L’impatto dell’AI

L’intelligenza artificiale trasformerà la gestione delle chiavi crittografiche, implementando sistemi autonomi di key management che potranno adattarsi dinamicamente alle minacce emergenti e ottimizzare automaticamente le strategie di cifratura.

Parallelamente, la crescente complessità degli attacchi informatici richiederà l’implementazione di cifrature adattive avanzate in grado di riconfigurarsi in tempo reale per contrastare nuove tipologie di minacce, utilizzando tecniche di machine learning per predire e prevenire tentativi di compromissione.

Quantum computing

L’avvento del quantum computing rappresenta la sfida più significativa per l’attuale paradigma della cifratura, richiedendo una transizione urgente verso algoritmi post-quantistici che possano resistere alla potenza computazionale dei computer quantistici.

Le convergenze normative e la cifratura dati

L’evoluzione del framework normativo europeo introdurrà requisiti sempre più stringenti per la protezione dei dati, richiedendo alle organizzazioni di implementare soluzioni di cifratura che garantiscano simultaneamente sicurezza, trasparenza e verificabilità.

Inoltre, la convergenza tra normative esistenti e le future regolamentazioni sull’intelligenza artificiale creerà nuove categorie di dati che richiederanno protezioni specifiche, mentre l’espansione del diritto digitale europeo a livello globale influenzerà gli standard internazionali di cifratura.

Quanto appena descritto indurrà le organizzazioni a sviluppare strategie di compliance proattive che anticipino i cambiamenti normativi, implementando sistemi di cifratura modulari e aggiornabili che possano adattarsi rapidamente a nuovi requisiti legali.

Inoltre, l’interoperabilità tra diverse giurisdizioni richiederà standard crittografici armonizzati che garantiscano la protezione dei dati nei trasferimenti internazionali, mentre la crescente digitalizzazione dei servizi pubblici spingerà verso l’adozione di tecnologie crittografiche certificate che possano garantire la fiducia digitale tra cittadini e istituzioni.

In conclusione, la cifratura dei dati non rappresenterà più soltanto una misura di sicurezza tecnica, ma diventerà un elemento fondamentale della governance digitale, contribuendo a costruire un ecosistema informativo resiliente, trasparente e rispettoso dei diritti fondamentali nell’era della trasformazione digitale globale.