Kryptografie
Kryptografie
neboli šifrování je nauka o metodách utajování smyslu zpráv převodem do podoby, která je čitelná jen se speciální znalostí. Slovo kryptografie pochází z řečtiny – kryptós je skrytý agráphein znamená psát. Někdy je pojem obecněji používán pro vědu o čemkoli spojeném se šiframi jako alternativa k pojmu kryptologie. Kryptologie zahrnuje kryptografii a kryptoanalýzu, neboli luštění zašifrovaných zpráv.Kryptografie se po staletí vyvíjela k větší složitosti zároveň s lidskou civilizací a mnohokrát ovlivnila běh
dějin. Zejména utajení či vyzrazení strategických vojenských informací může mít zásadní vliv. Ale také prozrazení politických intrik, přípravy atentátů nebo i jen prozrazení milenců a podobně, to vše může úzce záviset na bezpečném přenosu informací a na schopnostech protivníka šifru rozbít. První doložení o zašifrování zprávy pochází z roku 480 př. n. l. za období Řecko-Perských válek v bitvě u Salamíny. Do historie kryptografie se zapsal i významný římský vojevůdce a politik Julius Caesar a to vynalezením šifry, která byla pojmenována jako Caesarova šifra.Celé období kryptografie můžeme rozdělit do dvou částí. Tou první je klasická kryptografe, která přibližně trvala do poloviny 20. stol. První část se vyznačovala tím, že k šifrování stačila pouze tužka a papír, případně jiné jednoduché pomůcky. Během 1. poloviny 20. stol. ale začaly vznikat různé sofistikované přístroje, které umožňovaly složitělší postup při šifrování. Tím přibližně začala druhá část, kterou nazýváme moderní kryptografie. V dnešní době se k šifrování zpravidla nepoužívájí žádné zvlášť vytvářené přístroje, ale klasické počítače.
Šifrování pomocí tabulky záměny, které je založeno na záměně
znaku za jiný bez jakékoli vnitřní souvislosti či na základě znalosti klíče
(hesla).
Příklad tabulky záměny, s použítím slova VESLO jako klíče:
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
V | E | S | L | O | A | B | C | D | F | G | H | I | J | K | M | N | P | Q | R | T | U | W | X | Y | Z |
nebo
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
V | E | S | L | O | P | Q | R | T | U | W | X | Y | Z | A | B | C | D | F | G | H | I | J | K | M | N |
Jedná se o speciální případ polyalfabetické šifry.
Vigenèrova šifra používá heslo, jehož znaky určují posunutí otevřeného textu a to tak, že otevřený text se rozdělí na bloky znaků dlouhé stejně jako heslo a každý znak se sečte s odpovídajícím znakem hesla. Caesarova šifra je tedy speciálním případ Vigenèrovy šifry s heslem o délce jeden znak. Vigenèrova šifra způsobuje změny pravděpodobnosti rozložení znaků a tím podstatně znemožnuje kryptoanalýzu na základě analýzy četnosti znaků v textu. Luštění je založeno na vyhledávání vzdálenosti bigramových či trigramových dvojic v šifrovém textu a určováním jejich společného dělitele vedoucí k zjištění délky hesla.Příklad s použítím slova HESLO jako klíče k zašifrování:
otevřený text | S | T | A | S | T | N | E | A | V | E | S | E | L | E |
klíč | H | E | S | L | O | H | E | S | L | O | H | E | S | L |
šifrový text | A | Y | T | E | I | V | J | T | H | T | A | J | E | Q |
Transpozice neboli přesmyčka spočívá ve změně pořadí znaků podle určitého pravidla. Například tak, že otevřený text je zapsán do tabulky po řádcích a šifrový text vznikne čtením sloupců téže tabulky.
Skytalé je šifra, která používá válec a na něm navinutý papyrus či pergamen, na kterém je napsaný vzkaz. Skytalé používali Řekové, zejména Sparťané, kteří ji využívali během válek. Transpoziční mřížkaTabulka v níž jsou některá políčka vystřižena a do těchto je vpisován otevřený text. Po zaplnění všech políček je tabulka otočena o 90° a postup se opakuje. Tuto šifru použil
Jules Verne ve své knizeMatyáš Sandorf (Nový hrabě Monte Christo). Jsou možné i jiné tvary tabulky než čtverec. Například lze použít šestiúhelník se šestiúhelníkovými políčky, který se 5× otáčí o 60°. Klíčem této šifry je rozložení výstříhaných políček.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Funguje na principu přepsání kódovaného textu do tabulky o počtu sloupců, který se rovná počtu písmen v klíčovém slově nebo slovech, a následném přeskupení sloupců na základě znalosti klíče.
Kombinované šifryNevýhody či slabiny jednotlivých šifer je možné alespoň částečně odstranit kombinací šifer. Je však potřeba vzít v úvahu, že kombinací stejných druhů šifer zesložitění luštění nedocílíme. Např. následné použití dvou tabulek záměn k zašifrování textu je pro potencionálního útočníka to samé, jako použití jedné tabulky s jiným rozložením.
Použití mechanických a elektronických strojů přineslo do šifrování zcela nové možnosti. Zejména proto, že stroje jsou schopny velkého počtu opakování určitého úkonu v krátkém čase.
| První standardizovaná symetrická šifra DES (Data Encryption Standard) |
| Současný kryptografický standard AES (Advanced Encryption Standard), jinak také Rijndael (rozdíl je v tom, že AES podporuje jen některé délky bloku a klíče) |
| Finalisté soutěže o návrh standardu AES (Advanced Encryption Standard) - Twofish, RC6, Serpent, Mars a Rijndael, který soutěž vyhrál a byl přijat za standard AES |
| Více viz symetrická kryptografie |
| Více viz Šifrování dat |
| RSA, nejpoužívanější asymetrická šifra |
| |
| |
|