Šifry: Porovnání verzí

m
Značky: editace z Vizuálního editoru, možná chyba ve Vizuálním editoru
 
(Není zobrazeno 9 mezilehlých verzí od 3 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
−
[[Soubor:Charles Wheatstone.jpeg|náhled|vpravo|Charles Wheatstone]]
+
'''Šifrování''' neboli '''kryptografie''' je věda o kódování a dekódování [[Informace|informace]] určené k přenosu. S tématem je spojená kryptoanalýza (dekódování ve smyslu luštění). Šifry mohou být děleny na [[Symetrická_kryptografie|symetrické]] (k zakódování a dekódování je zapotřebí stejný klíč) a [[Asymetrická_kryptografie|asymetrické]] (k zakódování je použit veřejný klíč, k dekódování soukromý).
−
'''Šifrování''' neboli '''kryptografie''' je věda o kódování a dekódování informace určené k přenosu. S tématem je spojená kryptoanalýza (dekódování ve smyslu luštění). Šifry mohou být děleny na symetrické (k zakódování a dekódování je zapotřebí stejný klíč) a asymetrické (k zakódování je použit veřejný klíč, k dekódování soukromý).
 
  
−
== Klasické šifry ==
+
== Klasické šifrování ==
 
Jedná se o šifry, jež lze provozovat jen s tužkou a papírem.
 
Jedná se o šifry, jež lze provozovat jen s tužkou a papírem.
  
−
=== Substituční šifry ===
+
=== [[Substituční šifry]] ===
 
Metoda spočívá v nahrazení  symbolů jinými.
 
Metoda spočívá v nahrazení  symbolů jinými.
  
−
*Ceasarova šifra: Je monoalfabetická. Založena je na dvou identických znakových řetězcích, které jsou vůči sobě posunuty o n-1 pozic, kdy n je počet znaků v řetězci. Klíčem je právě počet pozic, o který jsou řetězce posunuty. K prolomení šifry slouží frekvenční analýza.
+
[[Caesarova šifra]]: Je monoalfabetická. Založena je na dvou identických znakových řetězcích, které jsou vůči sobě posunuty o n-1 pozic, kdy n je počet znaků v řetězci. Klíčem je právě počet pozic, o který jsou řetězce posunuty. K prolomení šifry slouží [[Frekvenční_analýza|frekvenční analýza]].<ref name="prvni">IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.</ref>
  
−
*Atbaš: Je monoalfabetická. U znaků ve znakovém řetězci se určí pozice v abecedě od jejího počátku a příslušný znak je nahrazen znakem stejné pozice, ale počítané od konce. Klíčem je zde samotný princi šifrování.
+
[[Atbaš]]: Je monoalfabetická. U znaků ve znakovém řetězci se určí pozice v abecedě od jejího počátku a příslušný znak je nahrazen znakem stejné pozice, ale počítané od konce. Klíčem je zde samotný princi šifrování.<ref name="druhy">VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.</ref>
  
−
*Šifrovací kříže: Zpráva je zapsána v daném směru s předem určenými pozicemi kolem kříže, čtverce, či jiného předem smluveného symbolu s určitým počtem vrcholů. Na jeden takový kříž se vejdou právě 4 znaky. Zápis do šifry probíhá následovně: písmena nacházející se na levé straně všech křížů jsou zapsána za sebe, následují ostatní strany, dokud nejsou kříže "vypsány". Klíčem je tvar symbolu, počáteční pozice a směr zapisování.
+
Šifrovací kříže: Zpráva je zapsána v daném směru s předem určenými pozicemi kolem kříže, čtverce, či jiného předem smluveného symbolu s určitým počtem vrcholů. Na jeden takový kříž se vejdou právě 4 znaky. Zápis do šifry probíhá následovně: písmena nacházející se na levé straně všech křížů jsou zapsána za sebe, následují ostatní strany, dokud nejsou kříže "vypsány". Klíčem je tvar symbolu, počáteční pozice a směr zapisování.<ref name="druhy">VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.</ref>
  
−
*Polybiův čtverec: Znaky abecedy jsou náhodně zapsány do čtverce. Sloupce a řádky očíslovány a kombinace těchto dvou čísel jsou substitucí šifrovaného znaku.  
+
[[Polybiův čtverec]]: Znaky abecedy jsou náhodně zapsány do čtverce. Sloupce a řádky očíslovány a kombinace těchto dvou čísel jsou substitucí šifrovaného znaku. <ref name="druhy">VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.</ref>
  
−
*Vigenèrova šifra: Je polyalfabetická. Šifrování probíhá pomocí série různých posunů jako u Ceasarovy šifry. Jednotlivé posuny jsou závislé na písmenech klíče.  Je použito Vigenèrova čtverce. Šifra je odolná proti běžné frekvenční analýze. Dešifrování probíhá promocí Kasického testu (bigramů a trigramů, určením jejich vzdálenosti lze odhalit délku opakujícího se klíče), či Friedmanova testu (pomocí indexu koincidence jazyka lze přibližně vypočítat délku klíče). Jakmile je tato perioda klíče objevena, proběhne rozdělení zašifrovaného textu na n množin, kde n je délka klíče a každá množina odpovídá právě tomu písmenu podle kterého byla zašifrována. Dále je uplatněna běžná frekvenční analýza jednotlivých množin.
+
[[Vigenèrova šifra]]: Je polyalfabetická. Šifrování probíhá pomocí série různých posunů jako u Ceasarovy šifry. Jednotlivé posuny jsou závislé na písmenech klíče.  Je použito Vigenèrova čtverce. Šifra je odolná proti běžné frekvenční analýze. Dešifrování probíhá promocí [[Kaisckého_test_|Kasického testu]] (bigramů a trigramů, určením jejich vzdálenosti lze odhalit délku opakujícího se klíče), či [[Freidmanův_test|Friedmanova testu]] (pomocí [[Index_koincidence_jazyka|indexu koincidence jazyka]] lze přibližně vypočítat délku klíče). Jakmile je tato perioda klíče objevena, proběhne rozdělení zašifrovaného textu na n množin, kde n je délka klíče a každá množina odpovídá právě tomu písmenu podle kterého byla zašifrována. Dále je uplatněna běžná frekvenční analýza jednotlivých množin.<ref name="prvni">IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.</ref><ref>IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
  
−
*Vernamova šifra: je stejná jako Vigenèrova, ale s tím rozdílem, že kódové slovo je stejně dlouhé jako zašifrovaná zpráva. Nevzniká perioda klíčového slova, takže není ani možné uplatnit frekvenční analýzu. Bez znalosti klíče je tato šifra nerozluštitelná, stačí jen dodržet zásady neopakování a dostatečné délky klíče. Bývá nazýván také také one-time pad, což poukazuje na důležitost neopakování klíče.  
+
[[Vernamova šifra]]: je stejná jako Vigenèrova, ale s tím rozdílem, že kódové slovo je stejně dlouhé jako zašifrovaná zpráva. Nevzniká perioda klíčového slova, takže není ani možné uplatnit frekvenční analýzu. Bez znalosti klíče je tato šifra nerozluštitelná, stačí jen dodržet zásady neopakování a dostatečné délky klíče. Bývá nazýván také také one-time pad, což poukazuje na důležitost neopakování klíče. <ref name="prvni">IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.</ref> <ref>IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
  
 
=== Transpoziční šifry ===  
 
=== Transpoziční šifry ===  
 
Fungují na principu přemístění znaků v šifrované zprávě.  
 
Fungují na principu přemístění znaků v šifrované zprávě.  
  
−
*Skytalé: Je systém vertikálního zápisu šifrovaného textu na papyrový pruh, který je omotán kolem válce. Tloušťka válce je klíč pro dešifrování.  
+
Skytalé: Je systém vertikálního zápisu šifrovaného textu na papyrový pruh, který je omotán kolem válce. Tloušťka válce je klíč pro dešifrování. <ref name="druhy">VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.</ref>
  
−
*Šifrovací mřížka: Užívá se čtvercová tabulka (např. 8x8), ve které jsou v jednotlivé čtverce odstraněny tak, aby po rotaci této šablony nebyl žádný čtverec obsazen dva a vícekrát. Skrze šablonu se na podkladovou tabulku, o stejných rozměrech jako má šablona, zapíší postupně znaky z řetězce zprávy určené k zašifrování. Jsou li všechna "děravá" místa šablony zaplněna, proběhne rotace o 90° v daném směru, po dalším zaplnění následuje rotace o dalších 90° v témže směru. Po zapsání zprávy je šablona odstraněna a prázdná pole jsou vyplněna náhodnými znaky. Klíčem je šablona.
+
Šifrovací mřížka: Užívá se čtvercová tabulka (např. 8x8), ve které jsou v jednotlivé čtverce odstraněny tak, aby po rotaci této šablony nebyl žádný čtverec obsazen dva a vícekrát. Skrze šablonu se na podkladovou tabulku, o stejných rozměrech jako má šablona, zapíší postupně znaky z řetězce zprávy určené k zašifrování. Jsou li všechna "děravá" místa šablony zaplněna, proběhne rotace o 90° v daném směru, po dalším zaplnění následuje rotace o dalších 90° v témže směru. Po zapsání zprávy je šablona odstraněna a prázdná pole jsou vyplněna náhodnými znaky. Klíčem je šablona. <ref name="druhy">VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.</ref>
  
−
<br />
+
== Elektromechanické šifrování ==
−
'''Šifra Playfairova'''<br />
+
Je založeno na sadě rotorů, které kombinují mechanické a elektrické součástky.
  
−
<br />
+
Enigma: nejznámější elektromechanický kódovací systém. Obsahovala 3-8 rotorů, v některých případech i reflektor. Kryptoanalýza byla úspěšná již před druhou světovou válkou, podíleli se na ní Polští a Britští kryptoanalytici.<ref name="prvni">IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.</ref><ref>SIGABA. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-03-15]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Enigma_machine</ref>
−
Tuto šifru vynalezl Charles Wheatstone. Sloužila k utajení telegrafických zpráv. Ch. Wheatsone ji pojmenoval po svém příteli velkým zastáncem této šifry- Lyon Playfair. Šifru Britové použili v obou burských válkách a během 1. světové války. Patří do tzv. ručních šifer, ale o dost hůře se dá dekódovat. Odolala i frekvenční analýze. Mohli bychom říci, že vlastně funguje jako bigramová záměna. Dvě dvojice písmen se zamění za jinou dvojici písmen. Nejdříve se text takto upravil a poté použili abecední čtverec- podle pěti pravidel se zašifruje. V abecedním čtverci bylo důležité, dohodnout se na společném klíčovém slově.<ref name="test">VONDRUŠKA, Pavel. Popis šifry FairPlay.[elektronický zdroj] / Pavel Vondruška. In: CryptoWorld.Roč. 7 č. 3 (2005).[cit.2015-23-1]. Dostupné http://crypto-world.info/casop7/crypto03_05.pdf. ISSN 1801-2140</ref>
 
  
−
'''Šifra Utility'''
+
Sigaba: neboli konvertor M-134, byla americká lepší verze Enigmy(15 rotorů). Prolomení kódu Enigma bylo dosaženo díky nedostatečně náhodnému posunu rotorů, zde se o náhodnost posunu staraly papírové pásky s vodivými „dírami“. Problém byl v křehkosti papírových pásek, na bojišti mnoho nevydržely.<ref>SIGABA. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/SIGABA</ref>
  
−
Tato šifra našla využití u generála Heliodora Píky . Patří do československých šifer a šifrovali s ním zprávy za 2. svět. války. Někdy se jí dávala přezdívka Zubatka. Písmena se nahrazovala dvojcifernými číslicemi. Používala se česká znaková abeceda 49, ze které se potom sestavila tabulka. Ráda bych zde uvedla pár příkladů z těchto číselných šifer- např. 54 znamená písmeno A. Mezera se mohla psát pěti různými způsoby-01, 23, 45, 67, 89. <ref name="test"2>KOLLÁR, Jozef.Československé šifry z obdobia 2. svetovej vojny Diel 10., Šifra ” Utility“ [elektronický zdroj].In: CryptoWorld.Roč. 14. č.2 (2012).[cit.2015-1-23]. ISSN: 1801-2140. Dostupné: http://crypto-world.info/casop14/crypto02_12.pdf</ref>
+
Typex: Britská verze Enigmy. Disponoval ručně nastavitelným rotorem. <ref>Typex. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Typex</ref>
  
−
* '''ECB (Electronic Cipher Book)'''
+
Purple: Japonský kryptografický systém opět založený na systému rotujících válců. Byl prolomen velmi rychle, jelikož si nesl již objevené chyby svého předchůdce Red.<ref>Purple (cipher machine). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Purple_(cipher_machine)</ref>
−
:- základní mód, každému bloku otevřeného textu přiřadí jeden blok šifrovaného textu
+
 
−
:- velice snadno prolomitelný
+
== Počítačové šifrování ==
−
* '''CBC (Cipher Block Chaining)'''
+
DES: Myšlenkou je překonání statistické analýzy textu. Dosaženo toho bylo transformací otevřeného textu do šifrového textu, tak aby šifrový text byl stejně pravděpodobný. Jedná se o smíšenou substitučně-transpoziční šifru. Text je rozdělen do 64-bitových bloků a používá 56-bitový klíč. Jsou využity permutace, cyklické posuny, XOR a další funkce. Stále spadá pod symetrické šifrování.<ref name="prvni">IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.</ref><ref name="druhy">IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
−
:- mód, který se snaží zavést nějakou závislost mezi šifrovanými bloky => využívá k tomu [[nonekvivalence|nonekvivalenci (XOR)]]
+
 
−
:- nevýhodou je stále stejné šifrování prvního bloku a to v módu ECB
+
Triple DES: Je zakódovaný, rozkódovaný a znovu zakódovaný standard DES, kdy při každém kroku je použit odlišný klíč. <ref>Triple DES. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_DES</ref>
−
Další dva módy přepínají blokovací šifru do proudového režimu. Data jsou u těchto módů šifrována pomocí posloupnosti [[generátor pseudonáhodných čísel|pseudonáhodných čísel]], která jsou generována zpětnou vazbou.
+
 
−
* '''CFB (Cipher Feedback Mode)'''
+
AES: Podobně jako DES se jedná o smíšenou substitučně-transpoziční šifru. Používá klíče o délce 128, 192 a 256 bitů, polynomických převodů, kódování po 128 bitových blocích. Stále je to symetrická šifra.<ref name="druhy">IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
−
:- ''„generátor pseudonáhodných čísel je řízen symboly šifrovaného textu”''<ref name="doseděl">DOSEDĚL, Tomáš. <i>Počítačová bezpečnost a ochrana dat</i>. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2004, 190 s. ISBN 80-251-0106-1.</ref>
+
 
−
:- zpětná vazba až v úplném výstupu šifrovacího zařízení
+
RSA: Asymetrické šifrování - je zapotřebí jeden soukromý a veřejný klíč. Využívá metod modulární matematiky a součinu prvočísel. Prolomení kódu je při současných výkonech počítačů velmi zdlouhavé a v praxi prakticky nemožné.<ref name="druhy">IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
−
* '''OFB (Output Feedback Mode)'''
+
 
−
:- ''„generátor pseudonáhodných čísel je řízen výstupem samotného generátoru”''<ref name="doseděl"/>
+
Diffie-Hellmanova výměna klíčů: Jedná se o matematický model veřejné výměny a dopočítání klíčů, které umožní šifrovanou komunikaci přes plně odposlouchávaný kanál. Výměna je zranitelná v jednom konkrétním komunikačním kroku v případě, že útočník dokáže komunikaci zachytit a pozměnit. <ref name="druhy">IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
−
:- zde je [[zpětná vazba ]] již z výstupu generátoru
+
 
 +
ElGamal: Je kryptosystém podobný Diffie-Hellman systému, také využívá princip obtížné řešitelnosti problému diskrétního algoritmu.<ref name="druhy">IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.</ref>
 +
 
 +
== Odkazy ==
  
−
Pátý mód se používá ke zvýšení délky klíče.
 
−
* '''EDE (Encryption-Decryption-Encryption)'''
 
−
:- tři šifrovací bloky zapojené do série
 
−
:- první a poslední blok je šifrován stejným klíčem K1, prostřední blok pak šifrovaná data dešifruje druhým klíčem K2<ref name="doseděl"/>
 
−
<br />
 
 
=== Reference ===
 
=== Reference ===
 
<references/>
 
<references/>
Řádek 61: Řádek 57:
 
=== Použitá literatura ===  
 
=== Použitá literatura ===  
 
IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.
 
IVÁNEK, Jiří. ''Vybrané kapitoly kódování informací.'' Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.
−
 
−
Playfair cipher. In: ''Wikipedia: the free encyclopedia'' [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-03]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Playfair_cipher
 
  
 
IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. ''Principy digitální komunikace.'' Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.
 
IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. ''Principy digitální komunikace.'' Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.
−
 
−
Cryptography. In: ''Wikipedia: the free encyclopedia'' [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-03]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Cryptography
 
  
 
VONDRUŠKA, Pavel. ''Kryptologie, šifrování a tajná písma.'' 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.
 
VONDRUŠKA, Pavel. ''Kryptologie, šifrování a tajná písma.'' 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.
  
  
 +
===Externí odkazy===
 +
[https://www.yumpu.com/sk/document/view/21595735/kryptologie-aneb-sifry-vcera-dnes-a-zitra-petr-hanus Kryptologie aneb šifry včera, dnes a zítra]
  
 
=== Související články ===
 
=== Související články ===
−
*[[Zpětná vazba ]]
+
*[[Symetrická_kryptografie|Symetrická kryptografie]]
 +
*[[Asymetrická_kryptografie|Asymetrická kryptografie]]
  
 
=== Klíčová slova ===
 
=== Klíčová slova ===
−
Šifra, Dekódování, Bloková šifra, Šifrovací klíč
+
Šifra, Dekódování, Šifrovací klíč, Klasické šifry, elektromechanické šifry, počítačové šifry.
  
 
[[Kategorie:Informační studia a knihovnictví]]
 
[[Kategorie:Informační studia a knihovnictví]]
 +
[[Kategorie:Informační technologie, knihovnické technologie]]
 +
[[Kategorie:Duplicity UISK]]

Aktuální verze z 21. 5. 2018, 06:35

Šifrování neboli kryptografie je věda o kódování a dekódování informace určené k přenosu. S tématem je spojená kryptoanalýza (dekódování ve smyslu luštění). Šifry mohou být děleny na symetrické (k zakódování a dekódování je zapotřebí stejný klíč) a asymetrické (k zakódování je použit veřejný klíč, k dekódování soukromý).

Klasické šifrování

Jedná se o šifry, jež lze provozovat jen s tužkou a papírem.

Substituční šifry

Metoda spočívá v nahrazení symbolů jinými.

Caesarova šifra: Je monoalfabetická. Založena je na dvou identických znakových řetězcích, které jsou vůči sobě posunuty o n-1 pozic, kdy n je počet znaků v řetězci. Klíčem je právě počet pozic, o který jsou řetězce posunuty. K prolomení šifry slouží frekvenční analýza.[1]

Atbaš: Je monoalfabetická. U znaků ve znakovém řetězci se určí pozice v abecedě od jejího počátku a příslušný znak je nahrazen znakem stejné pozice, ale počítané od konce. Klíčem je zde samotný princi šifrování.[2]

Šifrovací kříže: Zpráva je zapsána v daném směru s předem určenými pozicemi kolem kříže, čtverce, či jiného předem smluveného symbolu s určitým počtem vrcholů. Na jeden takový kříž se vejdou právě 4 znaky. Zápis do šifry probíhá následovně: písmena nacházející se na levé straně všech křížů jsou zapsána za sebe, následují ostatní strany, dokud nejsou kříže "vypsány". Klíčem je tvar symbolu, počáteční pozice a směr zapisování.[2]

Polybiův čtverec: Znaky abecedy jsou náhodně zapsány do čtverce. Sloupce a řádky očíslovány a kombinace těchto dvou čísel jsou substitucí šifrovaného znaku. [2]

Vigenèrova šifra: Je polyalfabetická. Šifrování probíhá pomocí série různých posunů jako u Ceasarovy šifry. Jednotlivé posuny jsou závislé na písmenech klíče. Je použito Vigenèrova čtverce. Šifra je odolná proti běžné frekvenční analýze. Dešifrování probíhá promocí Kasického testu (bigramů a trigramů, určením jejich vzdálenosti lze odhalit délku opakujícího se klíče), či Friedmanova testu (pomocí indexu koincidence jazyka lze přibližně vypočítat délku klíče). Jakmile je tato perioda klíče objevena, proběhne rozdělení zašifrovaného textu na n množin, kde n je délka klíče a každá množina odpovídá právě tomu písmenu podle kterého byla zašifrována. Dále je uplatněna běžná frekvenční analýza jednotlivých množin.[1][3]

Vernamova šifra: je stejná jako Vigenèrova, ale s tím rozdílem, že kódové slovo je stejně dlouhé jako zašifrovaná zpráva. Nevzniká perioda klíčového slova, takže není ani možné uplatnit frekvenční analýzu. Bez znalosti klíče je tato šifra nerozluštitelná, stačí jen dodržet zásady neopakování a dostatečné délky klíče. Bývá nazýván také také one-time pad, což poukazuje na důležitost neopakování klíče. [1] [4]

Transpoziční šifry

Fungují na principu přemístění znaků v šifrované zprávě.

Skytalé: Je systém vertikálního zápisu šifrovaného textu na papyrový pruh, který je omotán kolem válce. Tloušťka válce je klíč pro dešifrování. [2]

Šifrovací mřížka: Užívá se čtvercová tabulka (např. 8x8), ve které jsou v jednotlivé čtverce odstraněny tak, aby po rotaci této šablony nebyl žádný čtverec obsazen dva a vícekrát. Skrze šablonu se na podkladovou tabulku, o stejných rozměrech jako má šablona, zapíší postupně znaky z řetězce zprávy určené k zašifrování. Jsou li všechna "děravá" místa šablony zaplněna, proběhne rotace o 90° v daném směru, po dalším zaplnění následuje rotace o dalších 90° v témže směru. Po zapsání zprávy je šablona odstraněna a prázdná pole jsou vyplněna náhodnými znaky. Klíčem je šablona. [2]

Elektromechanické šifrování

Je založeno na sadě rotorů, které kombinují mechanické a elektrické součástky.

Enigma: nejznámější elektromechanický kódovací systém. Obsahovala 3-8 rotorů, v některých případech i reflektor. Kryptoanalýza byla úspěšná již před druhou světovou válkou, podíleli se na ní Polští a Britští kryptoanalytici.[1][5]

Sigaba: neboli konvertor M-134, byla americká lepší verze Enigmy(15 rotorů). Prolomení kódu Enigma bylo dosaženo díky nedostatečně náhodnému posunu rotorů, zde se o náhodnost posunu staraly papírové pásky s vodivými „dírami“. Problém byl v křehkosti papírových pásek, na bojišti mnoho nevydržely.[6]

Typex: Britská verze Enigmy. Disponoval ručně nastavitelným rotorem. [7]

Purple: Japonský kryptografický systém opět založený na systému rotujících válců. Byl prolomen velmi rychle, jelikož si nesl již objevené chyby svého předchůdce Red.[8]

Počítačové šifrování

DES: Myšlenkou je překonání statistické analýzy textu. Dosaženo toho bylo transformací otevřeného textu do šifrového textu, tak aby šifrový text byl stejně pravděpodobný. Jedná se o smíšenou substitučně-transpoziční šifru. Text je rozdělen do 64-bitových bloků a používá 56-bitový klíč. Jsou využity permutace, cyklické posuny, XOR a další funkce. Stále spadá pod symetrické šifrování.[1][2]

Triple DES: Je zakódovaný, rozkódovaný a znovu zakódovaný standard DES, kdy při každém kroku je použit odlišný klíč. [9]

AES: Podobně jako DES se jedná o smíšenou substitučně-transpoziční šifru. Používá klíče o délce 128, 192 a 256 bitů, polynomických převodů, kódování po 128 bitových blocích. Stále je to symetrická šifra.[2]

RSA: Asymetrické šifrování - je zapotřebí jeden soukromý a veřejný klíč. Využívá metod modulární matematiky a součinu prvočísel. Prolomení kódu je při současných výkonech počítačů velmi zdlouhavé a v praxi prakticky nemožné.[2]

Diffie-Hellmanova výměna klíčů: Jedná se o matematický model veřejné výměny a dopočítání klíčů, které umožní šifrovanou komunikaci přes plně odposlouchávaný kanál. Výměna je zranitelná v jednom konkrétním komunikačním kroku v případě, že útočník dokáže komunikaci zachytit a pozměnit. [2]

ElGamal: Je kryptosystém podobný Diffie-Hellman systému, také využívá princip obtížné řešitelnosti problému diskrétního algoritmu.[2]

Odkazy

Reference

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 IVÁNEK, Jiří. Vybrané kapitoly kódování informací. Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8. Chybná citace: Neplatná značka <ref>; název „druhy“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka <ref>; název „druhy“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka <ref>; název „druhy“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka <ref>; název „druhy“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka <ref>; název „druhy“ použit vícekrát s různým obsahem
  3. ↑ IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.
  4. ↑ IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.
  5. ↑ SIGABA. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-03-15]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Enigma_machine
  6. ↑ SIGABA. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/SIGABA
  7. ↑ Typex. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Typex
  8. ↑ Purple (cipher machine). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Purple_(cipher_machine)
  9. ↑ Triple DES. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2016 [cit. 2016-02-18]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_DES

Použitá literatura

IVÁNEK, Jiří. Vybrané kapitoly kódování informací. Praha, 2007. Studijní text. Univerzita Karlova.

IVÁNEK, Jiří, Radim JIROUŠEK, Petr MÁŠA, Jan TOUŠEK a Norbert VANĚK. Principy digitální komunikace. Vyd. 1. Voznice: Leda, 2006, x, 309 s. ISBN 80-733-5084-X.

VONDRUŠKA, Pavel. Kryptologie, šifrování a tajná písma. 1. vyd. Praha: Albatros, 2006, 340 s. Oko (Albatros). ISBN 80-000-1888-8.


Externí odkazy

Kryptologie aneb šifry včera, dnes a zítra

Související články

Klíčová slova

Šifra, Dekódování, Šifrovací klíč, Klasické šifry, elektromechanické šifry, počítačové šifry.

Citováno z „https://wikisofia.cz/w/index.php?title=Šifry&oldid=53880“