По информатике задали написать реферат на тему “Криптография”. Я собрала данные с разных источников, обобщила, вот и получилось, что получилось 🙂
Получила я за него “5”
Что такое криптография
Криптография — это наука, изучающая методы шифрования данных и, тем самым, обеспечение их сохранности. К её помощи прибегают, когда нужно обеспечить конфиденциальность личных данных, скрыть их от посторонних глаз, например, в современных приложениях.
История криптографии
Зарождение криптографии началось примерно 6000 лет назад, когда произошло появление письменности. В те времена читать могли очень немногие, поэтому этот способ можно было назвать довольно надёжным для скрытия информации. Самым древний текст, в котором использовались элементы криптографии, был найден в гробнице древнеегипетского вельможи Хнумхотепа II и описывал его жизнь. Он был написан около 4000 лет назад и интересен тем, что писарь использовал помимо общепринятых египтянами иероглифов необычные символы, затрудняющие расшифровку текста. Впоследствии, шифр подстановки встречался всё чаще.
Около 2500 лет назад в Древней Спарте для отправки секретных сообщений использовался цилиндр, обмотанный полоской пергамента с буквами. Это устройство называлось скитала и его принцип работы заключался в том, что прочитать зашифрованные слова можно было только если намотать пергамент на цилиндр определённого диаметра.
С распространением письменности возникла потребность придумать более надёжный способ сокрытия информации. Более 2000 лет назад во времена Древнего Рима были созданы новые методы шифрования. Римские императоры использовали простые шифры для защиты важной информации, которая могла передаваться в личных переписках. Например, Гай Юлий Цезарь в важный сообщениях заменял одни буквы другими. Шифр, основанный на подстановках, получил название шифра Цезаря.
Со временем развивались способы расшифровки, что вынудило придумывать новые техники шифрования. Появились более сложные шифры, которые было затруднительно понять без особого ключа, так как буквы перемешивались.
В XV веке Леон Батиста Альберти придумал способ шифрования, использующий специальный шифровальный диск, позволяющий менять способы подстановки прямо во время процесса шифрования.
На основе концепции шифра Альберти, Блез Виженер придумывает шифр, для расшифровки которого требовалось знать секретное слово.
А в конце XVII века Томас Джефферсон придумал шифроватор, состоящий из 26 дисков с буквами английского алфавита. Ключом являлся порядок размещения этих дисков на оси, представляющей собой цилиндр.
Наука, изучающая методы расшифровки, называется криптоанализ. Его форма, частотный анализ, основанная на определении частоты повторений символов или группы символов, считается особенно эффективной.
Виды систем шифрования
Выделяют три класса систем шифрования: шифр Цезаря, блочные шифры и шифрование с открытым ключом. Они различаются не только способом шифрования, но и уровнем безопасности.
Шифр Цезаря
Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, при котором каждая буква текста заменяется другой буквой того же алфавита, находящейся левее или правее на фиксированное число позиций. Используемое преобразование можно обозначить как ROTN, где N – число позиций.
Например, слово «яблоко» в ROT3 будет выглядеть как «вдоснс», а «криптография» – «нултхсёугчлв». Таким образом можно преобразовывать целые предложения. «Делу время, потехе — час» в ROT1 выглядит как «Еёмф гсёна, рпуёцё — шбт».
Этот метод шифрования в наше время легко поддаётся дешифровке, поэтому не используется в ситуациях, требующих обезопасить важные данные.
Блочные шифры
Блочный шифр — это симметричный шифр, оперирующий блоками информации размером 64 — 256 бит.
В шифрах этого типа происходит перемешивание битов текста в соответствии с ключом. Примером такого шифра является шифр Data Encryption Standard (DES), который официально являлся Федеральным стандартом США до 19 мая 2005 года. Если им зашифровать слово «информатика», используя ключ «123», то получится следующий набор символов: doFNUpQK4XFjKWWcLjyRL0xCI2lXzb9L
А если зашифровать «криптография» ключом «123456», выйдет e0TvU9G+ctkIiFYMXLz7M1YoPlO9Ew26aPXHAup9L0Q=
DES использует короткий ключ, что привело к большому количеству кибератак, связанных с параллельным перебором. Это привело к тому, что были созданы более сложные версии шифра, например, 3DES, который использует два 56-битовых ключа: первым зашифровывает, расшифровывает вторым и снова зашифровывает первым. Этот шифр благодаря своей сложности используется и в современное время для шифровки важной правительственной информации.
Блочным шифром также являются AES, сеть Feistel и т.д
Шифрование с открытым ключом
Его суть заключается в том, что для шифрования используется один ключ, являющийся открытым, а для расшифровки — другой, хранящийся в тайне. Такие системы называются асимметричными.
RSA – классический пример системы шифрования с открытым ключом. Безопасность этой системы основана вычислительной сложности задач, так как для расшифровки требуется раскладывать числа на множители и проверять их на простоту. Для надёжного шифрования используются простые числа, длиной несколько сотен в двоичной записи. Эта система работает дольше других систем, например, она в 100 — 1000 раз медленнее, чем шифр DES.
Список литературы:
https://prostocoin.com/blog/cryptography (дата последнего обращения 02.02.2020)
https://www.bitbetnews.com/novichkam/istoriya-kriptographii.html (дата последнего обращения 02.02.2020)
https://habr.com/ru/post/321338/ (дата последнего обращения 02.02.2020)
Стивен С. Скиена Алгоритмы. Руководство по разработке. – СПб.: 2013.
https://www.sites.google.com/site/kriptografics/sifr-cezara (дата последнего обращения 02.02.2020)
https://planetcalc.ru/1434/ (дата последнего обращения 02.02.2020)
http://cryptowiki.net/index.php?title=%D0%91%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%88%D0%B8%D1%84%D1%80%D1%8B_%D0%B8_%D0%B8%D1%85_%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7 (дата последнего обращения 09.02.2020)
https://sanstv.ru/tools/crypt?&alg=des&key=123&encrypt=0 (дата последнего обращения 09.02.2020)
https://encode-decode.com/des-encrypt-online/ (дата последнего обращения 09.02.2020)
https://www.sites.google.com/site/anisimovkhv/learning/kripto/lecture/tema8 (дата последнего обращения 09.02.2020)
Напишите комментарий