Symetrická kryptografie: Porovnání verzí
| Řádek 2: | Řádek 2: | ||
| − | == | + | == Popis == |
Symetrická šifra je taková šifra ve které je použit pro zašifrování zprávy ten samý klíč jako k jejímu dešifrování. Je zásadní aby nebylo možné bez tohoto klíče zprávu rozšifrovat a zároveň aby byl algoritmus (většinou veřejný) takový že po použití klíče získáme odpovídající původní text. [1] | Symetrická šifra je taková šifra ve které je použit pro zašifrování zprávy ten samý klíč jako k jejímu dešifrování. Je zásadní aby nebylo možné bez tohoto klíče zprávu rozšifrovat a zároveň aby byl algoritmus (většinou veřejný) takový že po použití klíče získáme odpovídající původní text. [1] | ||
| − | + | == Vývoj a nejznámější zástupci asymetrického šifrování == | |
Symetrické kryptosystémy patří mezi ty historicky starší. Až později se objevily systémy asymetrické. První perfektní symetrický kryptosystém se objevil už na začátku 20. století, ještě před vynálezem počítačů Vernamem. | Symetrické kryptosystémy patří mezi ty historicky starší. Až později se objevily systémy asymetrické. První perfektní symetrický kryptosystém se objevil už na začátku 20. století, ještě před vynálezem počítačů Vernamem. | ||
| − | + | === Vernamova šifra - One time pad === | |
Jedná se o kryptosystém objevený Vernamem. I přesto že je tento kryptosystém relativně jednoduchý, pokud je použit správně je ho možné nazvat perfektním. Tzn. pokud délka klíče je stejná jako délka zprávy k zašifrování není možné bez znalosti klíče žádným způsobem tuto zprávu rozšifrovat. | Jedná se o kryptosystém objevený Vernamem. I přesto že je tento kryptosystém relativně jednoduchý, pokud je použit správně je ho možné nazvat perfektním. Tzn. pokud délka klíče je stejná jako délka zprávy k zašifrování není možné bez znalosti klíče žádným způsobem tuto zprávu rozšifrovat. | ||
| − | + | === DES === | |
| − | + | === AES === | |
| − | + | = Fungování = | |
Základem symetrických šifrovacích systémů je použití jednoho klíče pro šifrování i dešifrování komunikace. U ideálního symetrického kryptografického systému by nemělo být možné bez znalosti klíče převést text šifrový na text původní. Symetrické kryptosystémy mají oproti ostatním kryptosystémům jak řadu výhod tak i jisté nevýhody, při rozhodování který z nich využít je dobré se rozhodovat hlavně podle situace a potřeby. I samotné symetrické šifry se dělí na více typů vhodných pro různé účely. Při normálním nasazení je také potřeba využít jednoho z operačních módů. | Základem symetrických šifrovacích systémů je použití jednoho klíče pro šifrování i dešifrování komunikace. U ideálního symetrického kryptografického systému by nemělo být možné bez znalosti klíče převést text šifrový na text původní. Symetrické kryptosystémy mají oproti ostatním kryptosystémům jak řadu výhod tak i jisté nevýhody, při rozhodování který z nich využít je dobré se rozhodovat hlavně podle situace a potřeby. I samotné symetrické šifry se dělí na více typů vhodných pro různé účely. Při normálním nasazení je také potřeba využít jednoho z operačních módů. | ||
| − | + | == Výhody == | |
Největší výhodou symetrického šifrování je snadná a rychlá hardwarová i softwarová implementace. Oproti asymetrickému šifrování je možné pomocí symetrických šifer zpracovat a zašifrovat velké množství dat ve velice krátkém čase a s minimálními nároky na výkon systému. | Největší výhodou symetrického šifrování je snadná a rychlá hardwarová i softwarová implementace. Oproti asymetrickému šifrování je možné pomocí symetrických šifer zpracovat a zašifrovat velké množství dat ve velice krátkém čase a s minimálními nároky na výkon systému. | ||
Klíče pro symetrické šifry stačí krátké. | Klíče pro symetrické šifry stačí krátké. | ||
| Řádek 29: | Řádek 29: | ||
Jednoduché symetrické šifry se dají kombinovat a vytvořit tak šifry mnohem silnější. | Jednoduché symetrické šifry se dají kombinovat a vytvořit tak šifry mnohem silnější. | ||
| − | + | == Nevýhody == | |
Naopak největší nevýhodou symetrických šifrovacích systémů je skutečnost že si obě strany musejí spolu vyměnit šifrový klíč. To skýtá prostor pro vyzrazení klíče a může tak poskytnout příležitost jak může útočník snadno prolomit jinak silný algoritmus. | Naopak největší nevýhodou symetrických šifrovacích systémů je skutečnost že si obě strany musejí spolu vyměnit šifrový klíč. To skýtá prostor pro vyzrazení klíče a může tak poskytnout příležitost jak může útočník snadno prolomit jinak silný algoritmus. | ||
Ve velkých sítích je nutné udržovat velké množství různých klíčů. | Ve velkých sítích je nutné udržovat velké množství různých klíčů. | ||
Pro bezpečnou komunikaci je nutné aby byly klíče dostatečně často obměňovány což opět řeší problém čislo jedna. [2] | Pro bezpečnou komunikaci je nutné aby byly klíče dostatečně často obměňovány což opět řeší problém čislo jedna. [2] | ||
| − | + | == Dva typy symetrických šifer == | |
| − | + | === Blokové šifry === | |
Hlavním a nejpoužívanějším druhem symetrických šifer jsou šifry blokové. Blokové šifry jsou takové jenž zpracovávají otevřený text předem určené velikosti do šifrového textu stejné velikosti. Je samozřejmé že tento proces musí být reverzibilní, tzn. musí být možné provést ten samý proces v obráceném pořadí a získat tak z textu šifrového text otevřený. | Hlavním a nejpoužívanějším druhem symetrických šifer jsou šifry blokové. Blokové šifry jsou takové jenž zpracovávají otevřený text předem určené velikosti do šifrového textu stejné velikosti. Je samozřejmé že tento proces musí být reverzibilní, tzn. musí být možné provést ten samý proces v obráceném pořadí a získat tak z textu šifrového text otevřený. | ||
Příklady: | Příklady: | ||
| Řádek 41: | Řádek 41: | ||
DES | DES | ||
| − | + | === Proudové šifry === | |
Dalším druhem symetrických šifer jsou šifry proudové. Narozdíl od těch blokových transformují text v řadě po jednotlivých znacích. Dá se říct že fungují jako blokové šifry pracující s bloky o délce jedna. Užitečnými je činí fakt že vzhledem k tomu že se znaky šifrují postupně a odděleně. To znamená že jsou užitečné v prostředí kde dochází k velkým ztrátám při přenosu. Zároveň mohou být užitečné i v prostředí ke je nutné transformovat jeden symbol po druhém, kupříkladu v systémech kde chybí paměťový systém apod. | Dalším druhem symetrických šifer jsou šifry proudové. Narozdíl od těch blokových transformují text v řadě po jednotlivých znacích. Dá se říct že fungují jako blokové šifry pracující s bloky o délce jedna. Užitečnými je činí fakt že vzhledem k tomu že se znaky šifrují postupně a odděleně. To znamená že jsou užitečné v prostředí kde dochází k velkým ztrátám při přenosu. Zároveň mohou být užitečné i v prostředí ke je nutné transformovat jeden symbol po druhém, kupříkladu v systémech kde chybí paměťový systém apod. | ||
[2] | [2] | ||
| Řádek 50: | Řádek 50: | ||
| − | + | == Operační módy == | |
Jedná se o způsoby použití šifer v daném kryptosystému ve kterém se pracuje s tím že otevřený text je posloupnost znaků dané abecedu.[3] | Jedná se o způsoby použití šifer v daném kryptosystému ve kterém se pracuje s tím že otevřený text je posloupnost znaků dané abecedu.[3] | ||
| − | + | === Electronic Codebook Mode === | |
Jedná se o základní mód. Každý blok je v něm šifrován zvlášť. Nevýhodou je že stejné bloky otevřeného textu mají ve výsledků i stejný zašifrovaný obraz. | Jedná se o základní mód. Každý blok je v něm šifrován zvlášť. Nevýhodou je že stejné bloky otevřeného textu mají ve výsledků i stejný zašifrovaný obraz. | ||
| − | + | === Cipher-Block Chaining Mode === | |
Jedná se o nejpoužívanější operační mód který je efektivnější než Electronic Codebook Mode. U toho módu dochází k tomu že při šifrovnání bloků otevřeného textu dochází k jeho modifikaci pomocí již transfromovaných bloků a tím pádem je zajištěna vyšší bezpečnosti. | Jedná se o nejpoužívanější operační mód který je efektivnější než Electronic Codebook Mode. U toho módu dochází k tomu že při šifrovnání bloků otevřeného textu dochází k jeho modifikaci pomocí již transfromovaných bloků a tím pádem je zajištěna vyšší bezpečnosti. | ||
| − | + | === Cipher Feedback Mode === | |
Převádí blokovou šifru na proudovou. | Převádí blokovou šifru na proudovou. | ||
| Řádek 64: | Řádek 64: | ||
| − | + | == Zdroje == | |
Verze z 18. 6. 2015, 15:30
Symetrické kryptosystémy a šifrové standardy (DES, AES)
Popis
Symetrická šifra je taková šifra ve které je použit pro zašifrování zprávy ten samý klíč jako k jejímu dešifrování. Je zásadní aby nebylo možné bez tohoto klíče zprávu rozšifrovat a zároveň aby byl algoritmus (většinou veřejný) takový že po použití klíče získáme odpovídající původní text. [1]
Vývoj a nejznámější zástupci asymetrického šifrování
Symetrické kryptosystémy patří mezi ty historicky starší. Až později se objevily systémy asymetrické. První perfektní symetrický kryptosystém se objevil už na začátku 20. století, ještě před vynálezem počítačů Vernamem.
Vernamova šifra - One time pad
Jedná se o kryptosystém objevený Vernamem. I přesto že je tento kryptosystém relativně jednoduchý, pokud je použit správně je ho možné nazvat perfektním. Tzn. pokud délka klíče je stejná jako délka zprávy k zašifrování není možné bez znalosti klíče žádným způsobem tuto zprávu rozšifrovat.
DES
AES
Fungování
Základem symetrických šifrovacích systémů je použití jednoho klíče pro šifrování i dešifrování komunikace. U ideálního symetrického kryptografického systému by nemělo být možné bez znalosti klíče převést text šifrový na text původní. Symetrické kryptosystémy mají oproti ostatním kryptosystémům jak řadu výhod tak i jisté nevýhody, při rozhodování který z nich využít je dobré se rozhodovat hlavně podle situace a potřeby. I samotné symetrické šifry se dělí na více typů vhodných pro různé účely. Při normálním nasazení je také potřeba využít jednoho z operačních módů.
Výhody
Největší výhodou symetrického šifrování je snadná a rychlá hardwarová i softwarová implementace. Oproti asymetrickému šifrování je možné pomocí symetrických šifer zpracovat a zašifrovat velké množství dat ve velice krátkém čase a s minimálními nároky na výkon systému. Klíče pro symetrické šifry stačí krátké. Symetrické šifry lze využít jako základ pro vytváření nejrůznějších kryptografických mechanismů zahrnujících generátor pseudonáhodných čísel, hashovací funkce, schémata pro digitální podpisy atd. Jednoduché symetrické šifry se dají kombinovat a vytvořit tak šifry mnohem silnější.
Nevýhody
Naopak největší nevýhodou symetrických šifrovacích systémů je skutečnost že si obě strany musejí spolu vyměnit šifrový klíč. To skýtá prostor pro vyzrazení klíče a může tak poskytnout příležitost jak může útočník snadno prolomit jinak silný algoritmus. Ve velkých sítích je nutné udržovat velké množství různých klíčů. Pro bezpečnou komunikaci je nutné aby byly klíče dostatečně často obměňovány což opět řeší problém čislo jedna. [2]
Dva typy symetrických šifer
Blokové šifry
Hlavním a nejpoužívanějším druhem symetrických šifer jsou šifry blokové. Blokové šifry jsou takové jenž zpracovávají otevřený text předem určené velikosti do šifrového textu stejné velikosti. Je samozřejmé že tento proces musí být reverzibilní, tzn. musí být možné provést ten samý proces v obráceném pořadí a získat tak z textu šifrového text otevřený. Příklady: AES DES
Proudové šifry
Dalším druhem symetrických šifer jsou šifry proudové. Narozdíl od těch blokových transformují text v řadě po jednotlivých znacích. Dá se říct že fungují jako blokové šifry pracující s bloky o délce jedna. Užitečnými je činí fakt že vzhledem k tomu že se znaky šifrují postupně a odděleně. To znamená že jsou užitečné v prostředí kde dochází k velkým ztrátám při přenosu. Zároveň mohou být užitečné i v prostředí ke je nutné transformovat jeden symbol po druhém, kupříkladu v systémech kde chybí paměťový systém apod. [2]
Příklady: RC4 - jedná se o nejpoužívanější proudovou šifru FISH
Operační módy
Jedná se o způsoby použití šifer v daném kryptosystému ve kterém se pracuje s tím že otevřený text je posloupnost znaků dané abecedu.[3]
Electronic Codebook Mode
Jedná se o základní mód. Každý blok je v něm šifrován zvlášť. Nevýhodou je že stejné bloky otevřeného textu mají ve výsledků i stejný zašifrovaný obraz.
Cipher-Block Chaining Mode
Jedná se o nejpoužívanější operační mód který je efektivnější než Electronic Codebook Mode. U toho módu dochází k tomu že při šifrovnání bloků otevřeného textu dochází k jeho modifikaci pomocí již transfromovaných bloků a tím pádem je zajištěna vyšší bezpečnosti.
Cipher Feedback Mode
Převádí blokovou šifru na proudovou.
Zdroje
Text je dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora 3.0 Česko při dodržení případných autorských práv a dalších podmínek
© 2013 ISSN: 2336-5897
