AES-encryptie (Advanced Encryption Standard) is de huidige cryptografische standaard die de Amerikaanse overheid gebruikt en promoot om gevoelige gegevens te beveiligen. De standaard wordt breed toegepast in cybersecurity, bij de bescherming van IT-infrastructuren en bij het beveiligen van communicatie.
In deze gids leest u wat AES-encryptie is, hoe het werkt en waar het wordt gebruikt. Ook leggen we uit waarom het zo belangrijk is voor cybersecurity en voor de bescherming van waardevolle gegevens.
Inleiding tot encryptie
Encryptie versleutelt gegevens zo dat alleen de beoogde ontvanger ze kan lezen, namelijk degene die over de informatie beschikt om ze weer te ontcijferen. Encryptie bestaat al duizenden jaren: van de cijfers uit de oudheid tot mechanische encryptieapparaten zoals Enigma en TypeX uit het begin van de twintigste eeuw. Er is altijd behoefte geweest aan een manier om communicatie zo te coderen dat anderen die niet kunnen lezen.
Encryptie is onmisbaar voor cybersecurity en voor de dagelijkse werking van vrijwel alles in de moderne wereld. Het internet is een openbaar netwerk dat bestaat uit infrastructuur van verschillende partijen in verschillende landen. Onversleuteld verkeer dat daarover wordt verstuurd is dus niet privé.
Dankzij encryptie kunt u taken die privacy vereisen – zoals internetbankieren – veilig uitvoeren. Encryptie beveiligt ook uw communicatie en beschermt de bestanden op uw devices wanneer die worden gestolen.
Wat is AES-encryptie (Advanced Encryption Standard)?
De AES-specificatie voor gegevensversleuteling werd in 2001 opgesteld door het National Institute of Standards and Technology (NIST), de Amerikaanse instantie die verantwoordelijk is voor technologiestandaarden en het stimuleren van innovatie.
AES werd ontworpen als een sneller en veiliger alternatief voor de Digital Encryption Standard (DES), destijds een veelgebruikt cryptografisch algoritme dat onveilig was geworden. Triple DES loste een deel van de beveiligingsproblemen op door het DES-encryptieproces drie keer te herhalen, maar dat trage en resource-intensieve proces was juist een reden om AES te ontwikkelen.
AES is een variant van het Rijndael-cijfer en wordt daarom soms ook Rijndael genoemd. De naam verwijst naar Vincent Rijmen en Joan Daemen, de Belgische cryptografen die het encryptiealgoritme bij NIST indienden.
Omdat AES een standaard of specificatie is, moet andere software de implementatie verzorgen. AES is zelf geen softwareproduct.
Zo werkt AES-encryptie
AES is een blokcijfer. Het maakt gebruik van een substitutie-permutatienetwerk dat gegevens in blokken van vaste grootte verwerkt en die herhaaldelijk vervangt en herschikt om de ciphertext (de versleutelde gegevens) te genereren.
Sleutels worden gebruikt om gegevens te versleutelen en te ontsleutelen. De sleutelgrootte, oftewel het aantal bits in de sleutel, bepaalt hoe veilig de encryptie is. AES ondersteunt encryptiesleutels van 128, 192 en 256 bits. Sleutels van 256 bits bieden de meeste veiligheid en worden door inlichtingendiensten gebruikt om hun geheimen te versleutelen, terwijl AES-encryptie van 192 en 128 bits wordt ingezet voor zaken als bankieren en veilig internetten.
AES is een vorm van symmetrische encryptie, in tegenstelling tot asymmetrische encryptie. Dat betekent dat dezelfde sleutel wordt gebruikt om gegevens te versleutelen en te ontsleutelen.
Snel inzicht in AES met deze korte video: ‘Wat is AES-encryptie: de Advanced Encryption Standard uitgelegd’.
Stappen bij versleutelen en ontsleutelen
Gegevens versleutelen volgens de AES-standaard gaat als volgt:
- Uit de initiële cijfersleutel – meestal een wachtwoord dat de gebruiker opgeeft – wordt een reeks “ronde-sleutels” gegenereerd. Die worden in elke encryptieronde gebruikt.
- Het encryptieproces begint met het combineren van de cijfersleutel en de te versleutelen gegevens via een XOR-bewerking.
- Het encryptiealgoritme versleutelt de gegevens verder in extra “rondes” met behulp van het substitutie-permutatienetwerk. Deze stap wordt steeds herhaald op het resultaat van de vorige ronde, afhankelijk van de sleutelgrootte: 10 keer bij 128-bits encryptie, 12 keer bij 192-bits encryptie en 14 keer bij 256-bits AES-encryptie.
- Er volgt een laatste encryptieronde met de “laatste ronde-sleutel”, wat het uiteindelijke versleutelde bericht oplevert.
Gegevens ontsleutelen volgens de AES-standaard gaat als volgt:
- Om het versleutelingsproces terug te draaien, wordt eerst een XOR-bewerking uitgevoerd op de versleutelde gegevens en de laatste ronde-sleutel uit het encryptieproces.
- De encryptie-“rondes” worden een voor een in omgekeerde volgorde ongedaan gemaakt.
- In de laatste ontsleutelronde worden de gegevens ontsleuteld met de initiële cijfersleutel, waarmee de oorspronkelijke gegevens terugkomen.
Toepassingen van AES-encryptie
De AES-encryptiestandaard wordt breed toegepast in cybersecurity, onder meer voor gegevensversleuteling en technologieën voor veilige communicatie.
- Bestandsversleuteling: encryptiesoftware zoals BitLocker en FileVault gebruikt AES om uw bestanden en schijven te versleutelen. Ook cloudopslagdiensten zoals Dropbox beveiligen uw geüploade gegevens met AES.
- Versleuteling van devices: zowel Android als iOS (iPhones en iPads) gebruikt AES voor de beveiliging van mobiele devices, zodat verloren of gestolen devices niet zomaar toegankelijk zijn.
- Draadloze versleuteling: de wifi-beveiligingsprotocollen WPA2 en WPA3 zijn versleuteld met AES.
- Veilige communicatie: beveiligde berichtenapps zoals Signal en WhatsApp versleutelen berichten met AES voor end-to-end-encryptie.
- Virtual Private Networks (VPN’s): VPN-oplossingen die externe netwerken veilig via internet verbinden, versleutelen hun verkeer volgens de AES-standaard. Dat geldt ook voor populaire producten die OpenVPN implementeren.
AES speelt ook een belangrijke rol bij compliance met privacywetgeving: de Europese GDPR, de Californische CCPA en de Amerikaanse HIPAA-wetgeving voor zorgaanbieders vereisen allemaal dat u gevoelige klantgegevens volgens bepaalde normen beschermt, inclusief persoonlijk identificeerbare informatie (PII).
Implementatie
Tenzij u uw eigen encryptiebibliotheek ontwikkelt, hoeft u geen code te schrijven om de AES-encryptiestandaard zelf te implementeren. Wilt u veilige producten gebruiken voor communicatie en bestandsopslag, dan kiest u simpelweg producten die AES implementeren. AES kan worden geïmplementeerd in software of in hardware. Moderne CPU’s bevatten bijvoorbeeld specifieke instructiesets die AES-encryptie versnellen.
Ontwikkelt u software, dan zijn er gevestigde bibliotheken met AES-encryptie die u in uw applicaties kunt gebruiken:
- Python: PyCryptodome
- JavaScript: crypto-js
- C++: Crypto++
- Java: javax.crypto
- C#: System.Security.Cryptography
Voor beveiliging, waaronder encryptie en authenticatie, kunt u het beste waar mogelijk vertrouwen op gerenommeerde bibliotheken in plaats van zelf veilige code te schrijven. Een grote gemeenschap van ontwikkelaars die het project verbetert en test, ontdekt veel sneller bugs of beveiligingsproblemen en brengt patches uit die de gevonden problemen oplossen.
Wanneer u software ontwikkelt die AES-algoritmen gebruikt, moet u de beste praktijken volgen: genereer sterke sleutels met willekeurige gegevens en roteer ze regelmatig. Zet uw AES-sleutels nooit hard gecodeerd in de broncode van uw software en bewaar ze altijd gescheiden van uw versleutelde gegevens. Zorg er ook voor dat sleutels veilig worden verzonden wanneer ze over een netwerk gaan en dat ze worden vernietigd zodra ze niet meer nodig zijn.
Uitdagingen en beperkingen
AES is op dit moment veilig, maar dat hoeft in de toekomst niet zo te blijven. Het is mogelijk – maar hoogst onwaarschijnlijk, tenzij er een fout in het algoritme wordt gevonden, zeker bij 256-bits AES-encryptie – dat de huidige AES-encryptiealgoritmen ooit met quantumcomputers worden gekraakt. Daardoor zouden enorme hoeveelheden versleutelde gegevens die als veilig golden, en die mogelijk al online zijn uitgelekt, ineens leesbaar worden. Nogmaals: de kans daarop is zeer, zeer klein gezien de kracht van het AES-algoritme.
Het versleutelen en ontsleutelen van gegevens met AES kost applicaties wel wat extra prestaties en sleutelbeheer kan complex zijn, maar beveiliging weegt altijd op tegen dat kleine prestatieverlies en die extra complexiteit bij de implementatie.
De toekomst van AES-encryptie
AES verdwijnt voorlopig niet en blijft naar verwachting nog jaren veilig. Toch is het belangrijk dat beveiligingsstandaarden zich blijven ontwikkelen om aan nieuwe eisen te voldoen.
AES-encryptie zal moeten inspelen op nieuwe beveiligingsuitdagingen, waaronder quantum computing en compatibiliteit met nieuwe technologieën. Verbeteringen in hardware blijven de prestaties van AES verhogen en het gebruik stimuleren in toepassingen met een laag energieverbruik, zoals IoT-devices.
Uw IT-communicatie beveiligen tegen cyberdreigingen
Het is cruciaal dat al uw netwerkcommunicatie beschermd is tegen afluisteren en dat uw bedrijfsinfrastructuur voldoende beveiligd is tegen indringers. Ontwikkelt u software, dan moet u robuuste encryptie en beveiligingsmaatregelen inbouwen zodat die software niet als aanvalsvector tegen uw gebruikers kan worden ingezet.
AES-encryptie is de standaard voor de bescherming van gegevens en communicatie. Producten kiezen die AES implementeren is dan ook een belangrijk onderdeel van compliance met gegevenswetgeving en van de bescherming van uw gebruikers, uw infrastructuur en de reputatie van uw bedrijf.
NinjaOne gebruikt AES als onderdeel van een breed scala aan cybersecuritytechnologieën die onze suite met tools voor endpoint management beveiligen, zodat u uw netwerken, devices en software veilig houdt.
