Sysop: 1 revizi

2014-02-11T23:02:43Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 11. 2. 2014, 23:02

Sysop: Nahrazení textu

2012-02-06T01:55:53Z

Nahrazení textu

Nová stránka

'''Kryptografie''' neboli '''šifrování''' je nauka o metodách utajování smyslu zpráv převodem do podoby, která je čitelná jen se speciální znalostí. Slovo kryptografie pochází z [[řečtina|řečtiny]] – ''kryptós'' je skrytý a ''gráphein'' znamená psát. Někdy je pojem obecněji používán pro vědu o čemkoli spojeném se šiframi jako alternativa k pojmu '''kryptologie'''. Kryptologie zahrnuje kryptografii a '''[[kryptoanalýza|kryptoanalýzu]]''', neboli luštění zašifrovaných zpráv.
Kryptografie se po staletí vyvíjela k větší složitosti zároveň s lidskou civilizací a mnohokrát ovlivnila běh [[dějiny|dějin]]. Zejména utajení či vyzrazení strategických [[armáda|vojenských]] informací může mít zásadní vliv. Ale také prozrazení [[politika|politických]] intrik, přípravy [[atentát]]ů 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.
== Základní pojmy ==
Slovem ''šifra'' nebo ''šifrování'' budeme označovat kryptografický [[algoritmus]], který převádí čitelnou zprávu neboli ''prostý text'' na její nečitelnou podobu neboli ''šifrový text''. ''Klíč'' je tajná informace, bez níž nelze šifrový text přečíst. ''[[Symetrická kryptografie|Symetrická šifra]]'' je taková, která pro šifrování i dešifrování používá tentýž klíč. ''[[Kryptografie s veřejným klíčem|Asymetrická šifra]]'' používá ''veřejný klíč'' pro šifrování a ''soukromý klíč''' pro dešifrování. ''[[Hašovací funkce]]'' je způsob, jak z celého textu vytvořit krátký řetězec, který s velmi velkou [[pravděpodobnost]]í identifikuje nezměněný text. ''Certifikáty a [[elektronický podpis]]'' jsou softwarové prostředky, které umožní šifrování textu.
== Historické metody ==
=== Steganografie ===
Starší sestrou kryptografie je [[steganografie]] neboli ukrývání zprávy jako takové. Sem patří různé neviditelné inkousty, vyrývání zprávy do dřevěné tabulky, která se zalije voskem apod. V moderní době lze tajné texty ukrývat například do souborů s hudbou či obrázky namísto náhodného šumu.
[[Johannes Trithemius]] (* [[1. únor]] 1462 v [[Trittenheim]]u; † [[13. prosinec]] 1516 v [[Würzburg]]u), klášterní [[opat]], mnohostranný učenec byl známý také jako teoretik kryptografie, steganografie. Vydal tři svazky díla ''[[Steganographia]]'' (napsána roku 1499 a vydána ve [[Frankfurt nad Mohanem|Frankfurtu]] roku 1606, na ''[[Index Librorum Prohibitorum]]'' umístěna roku 1609).
=== Substituční šifry ===
[[Substituční šifra]] obecně spočívá v '''nahrazení''' každého znaku zprávy jiným znakem podle nějakého pravidla. Pravděpodobně nejstarší popis substituční šifry je v [[Kamasutra|Kámasútře]], která se datuje do 4. století, ovšem její autor čerpal z pramenů až o 800 let starších.
==== Posun písmen ====
[[Caesarova šifra]] je pojmenovaná po [[Julius Caesar|Juliu Caesarovi]], který ji pravděpodobně používal jako první. Každé písmeno tajné zprávy je posunuto v abecedě o pevný počet pozic. Šifra je z dnešního pohledu velmi snadno luštitelná, protože je jen málo možných klíčů. Ve své době ale představovala nevídanou metodu a osvědčila se velmi dobře.
==== Tabulky záměn ====
Šifrování pomocí tabulky záměny, které je založeno na záměně znaku za jiný bez jakékoli vnitřní souvislosti či na základě znalosti klíče (hesla).<br />
* ''Příklad tabulky záměny, s použítím slova '''VESLO''' jako klíče:''
{| class="wikitable"
| 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
{| class="wikitable"
| 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
|}
=== Aditivní šifry ===
==== Vigenèrova šifra ====
Jedná se o speciální případ polyalfabetické šifry. [[Vigenèrova šifra]] používá heslo, jehož znaky určují posunutí [[otevřený text|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:''
{| class="wikitable" style="text-align:left"
|'''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
|}
==== Vernamova šifra ====
[[Vernamova šifra]] je anglicky často nazývaná ''one-time pad'', v českém překladu ''jednorázová tabulková šifra''. Jde dosud o jedinou známou šifru, o níž bylo exaktně dokázáno, že '''je nerozluštitelná'''. Podobně jako Vigenèrova šifra i tahle spočívá ve sčítání písmen otevřeného textu a hesla, avšak heslo je blok náhodně zvolených dat o stejné velikosti jako je otevřený text. Pokud jsou splněny podmínky zcela náhodného klíče o stejné délce jako zpráva sama (a není použit opakovaně), je tato šifrovací metoda [[nepodmíněná bezpečnost|absolutně bezpečná]]. Délka klíče však pro běžné účely použití této metody zpravidla znemožňuje, metoda se používá hlavně pro velice specializované účely, např. tzv. ''horká linka'' spojující za dob [[studená válka|studené války]] Moskvu a Washington používala Vernamovu šifru. Dnes se využívá v kombinaci s [[kvantová kryptografie|kvantovou kryptografií]].
=== Transpoziční šifry ===
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.
==== Transpoziční mřížka ====
Tabulka 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 knize [[Matyáš 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.
* ''Příklad transpoziční mřížky (horní strana je označena červeně pro snazší orientaci a použití)''
{| class="wikitable" style="width:150px; height:150px"
|- bgcolor="red"
| bgcolor="black"| || || || || bgcolor="black"| ||
|-
| || || || || ||
|-
| ||bgcolor="black"| || || ||bgcolor="black"| ||
|-
| bgcolor="black"| || || || bgcolor="black"| || ||bgcolor="black"|
|-
| || bgcolor="black"| || || || ||
|-
| || || || || bgcolor="black"| ||
|}
==== Jednoduchá sloupcová transpozice ====
{{Viz též|Jednoduchá sloupcová transpozice}}
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 šifry ===
Nevýhody 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.
=== Šifrování strojem ===
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.
==== Enigma ====
[[Německo]] za [[Druhá světová válka|2. světové války]] používalo k utajování zpráv mechanický stroj [[Enigma]], který prováděl poměrně složité operace se vstupním textem, ale zároveň se dal poměrně snadno ovládat. [[Polsko|Poláci]] ovšem ještě před vypuknutím války pracovali na prolomení šifry a jejich zjištění byla později nedocenitelná pro spojenecké armády. Šifra byla již během války zlomena a poskytovala tak německé straně pouze falešný pocit bezpečí.
Enigma měla původně 3 kolečka, která se otáčela, podobě jako mechanické počítadlo a každé mělo jinak propojené vstupní a výstupní kontakty, tím se měnil průběh proudu a i výsledné písmeno zašifrovaného textu. Později začalo ponorkové námořnictvo používat čtyřrotorové Enigmy.
==== Digitální počítače ====
== Moderní symetrické šifry ==
* Rozlomení šifry [[Data Encryption Standard|DES]] (Data Encryption Standard)
* Současný kryptografický standard [[Advanced Encryption Standard|AES]] (Advanced Encryption Standard), jinak také [[Rijndael]] (rozdíl je v tom, že [[Advanced Encryption Standard|AES]] podporuje jen některé délky bloku a klíče)
* Finalisté soutěže o návrh standardu [[Advanced Encryption Standard|AES]] (Advanced Encryption Standard) - [[Twofish]], [[RC6]], [[Serpent (šifra)|Serpent]], [[šifra Mars|Mars]] a [[Rijndael]], který soutěž vyhrál a byl přijat za standard [[Advanced Encryption Standard|AES]]
* Více viz [[symetrická kryptografie]]
* Více viz [[Šifrování dat]]
== Asymetrické šifry ==
[[Asymetrická kryptografie]] – používá soukromý a veřejný klíč
* [[Phil Zimmermann]], [[PGP]] a [[OpenPGP]]
* [[hašovací funkce]]
* [[Elektronický podpis|digitální podpis]]
== Kvantová kryptografie ==
* Hlavní článek: [[kvantová kryptografie]]
== Související články ==
* [[PKI]]
* [[OTFE]]
* [[Útoky postranními kanály]]
== Literatura ==
* Singh, S. ''[http://www.dokoran.cz/index.php?p=book.php&id=53 Kniha kódů a šifer]'', Dokořán, 2003
* [http://www.karlin.mff.cuni.cz/~krypto/ Kryptografie Karlín] – přednášky a studijní materiály z MFF UK
* [http://www.tydlin.cz/__static/clanky-a-prace/bakalarka/kryptografie-a-jeji-aplikace-v-zabezpecenem-prenosu-souboru.pdf Rychlý, skoro laický úvod do kryptografie a zabezpečeného přenosu souborů] – bakalářská práce na dané téma z MFF UK
== Externí odkazy ==
* [http://www.root.cz/serialy/code-talkers/ Seriál Code Talkers]
* [http://www.root.cz/serialy/diskove-sifrovani-pomoci-dm-cryptluks/ Seriál Diskové šifrování pomocí dm-crypt/LUKS]

{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Teorie čísel]]
[[Kategorie:Aplikovaná matematika]]
[[Kategorie:Kryptografie]]
[[Kategorie:Bezpečnost]]

Kryptografie - Historie editací

Sysop: 1 revizi

Sysop: Nahrazení textu