Algoritmi de criptare a datelor. Algoritmi simetrici de criptare. Algoritm de criptare RSA. Algoritm de criptare DES. Alegerea algoritmului de criptare. Metode de criptare a datelor - blogul programatorului web

Tipuri de cifruri

Atenția cercetătorilor s-a îndreptat în mod repetat către corespondența criptată din Rusia în timpul lui Petru cel Mare. Chiar de la sfârșitul secolului al XVIII-lea. în presă au început să apară publicații de texte și cifruri cifrate - așa-numitele „alfabete digitale” sau „cheile” unei litere secrete.

I. I. Golikov a fost primul care a publicat cifrul, care a fost folosit în țară pentru corespondența dintre guvern și guvernanți și lideri militari (despre Bulavin și răscoala de pe Don). K. Ya. Tromonin a fost plasat în „Obiecțiile din Moscova” în prima jumătate a secolului al XIX-lea. scrisoare cifrată din 1711 de la Petru cel Mare către brigadierul P.I. scrisori și patru cifruri din 1713-1714. Cea mai complet criptată corespondență a epocii petrine este prezentată în ediția în mai multe volume Scrisori și lucrări ale împăratului Petru cel Mare (1887-1956) , editat de A. F. și I. A. Bychkov. Asupra acestei lucrări (pe care, pentru concizie, o vom numi de acum înainte „Scrisori și lucrări”), am dori să ne oprim în mod deosebit.

Academicianul Ivan Afanasyevich Bychkov a lucrat în mod constant la publicarea surselor din epoca lui Petru cel Mare încă de la începutul anilor 1980. al XIX-lea. La început, a efectuat această lucrare sub îndrumarea tatălui său, academicianul A.F. Bychkov, iar după moartea acestuia din urmă în 1899, a continuat-o independent. Publicarea a fost suspendată în 1918, când se pregătea deja pentru tipărire ediția a II-a a volumului al VII-lea. În următorii ani ai vieții sale, I. A. Bychkov nu a încetat să lucreze la pregătirea pentru publicarea volumelor ulterioare ale „P. și B." Publicarea numărului al II-lea al volumului al VII-lea a fost inclusă în planul de publicare al Academiei de Științe a URSS pentru anul 1944. materiale I.A. pentru volumele ulterioare.

Din mai 1943, la Institutul de Istorie s-a format un grup special, mai întâi sub conducerea academicianului Yu. După moartea lui I. A. Bychkov, publicarea Scrisorilor și lucrărilor a fost încredințată de către Institut acestui grup.

A. F. și I. A. Bychkov în ediția lor de Letters and Papers au publicat nu numai corespondența pe care au descifrat-o, ci și unele cifruri și litere criptate în întregime, dacă nu puteau fi citite. Remarcăm, de altfel, că A. F. Bychkov a plasat același material în colecția Societății Istorice Ruse, lansată în 1873. Lucrarea Bychkovilor privind publicarea cifrurilor lui Petru I a fost continuată în a 2-a ediție a celei de-a 7-a volumul ediției indicate de A. I. Andreev, dar ulterior tipărirea cifrurilor lui Petru I în această ediție a fost suspendată.

Corespondență criptată de la începutul secolului al XVIII-lea. oferă material bogat pentru observarea cifrurilor folosite în Rusia la acea vreme. A.F.Bychkov, în comentariile la publicația sa, stă în repetate rânduri asupra problemelor descifrării celor mai dificile texte în acest sens, în opinia sa.

„alfabete digitale” rusești și chei din anii 1700-1720. reprezintă cifruri de substituție deja familiare nouă din vechile monumente scrise de mână din Rusia, în care elementele textului simplu, pe care le vom numi mai târziu valori de cifră, sunt înlocuite cu simboluri convenționale - desemnări de cifr. Textele de criptat au fost scrise în rusă, franceză, germană și chiar greacă. În diferite cifre, literele individuale, cuvintele și expresiile standard au acționat ca valori de cifrare. Ca simboluri cifrate, au fost folosite elemente de alfabet, de obicei special compilate în acest scop, care ar putea fi litere chirilice, latine, alte alfabete (de exemplu, glagolitic), numere, icoane speciale. Unele dintre aceste icoane, care uneori aveau contururi foarte bizare, erau, ni se pare, neutre ca semnificație, în timp ce altele erau simboluri care până la vremea noastră erau aproape complet uitate și cunoscute doar unui cerc restrâns de oameni, iar în acea eră îndepărtată. au purtat o anumită încărcătură semantică. Acestea din urmă includ simbolurile planetelor, care în același timp erau simboluri ale metalelor și ale zilelor săptămânii:

Luna - Argint - luni

Mercur - Mercur - miercuri

Venus - Cupru - Vineri

Soare - aur - duminica

Marte - Fier - Marți

Jupiter - Tin - Joi

Saturn - Plumb - Sâmbătă

În cifrurile epocii petrine se foloseau doar cifre indo-arabe, ceea ce a fost probabil o consecință a faptului că Petru I a fost cel care la începutul secolului al XVIII-lea. numerotarea chirilică alfabetică arhaică folosită înainte a fost scoasă din uz. Peter a reformat și scrisul chirilic, introducând noi tipuri de fonturi care definesc aspectul modern al scrisului rusesc. Cu toate acestea, vechile grafeme continuă să fie folosite ca criptografie.

Au fost folosite ca cifruri și combinații de litere. Astfel, la acea vreme, în Rusia se foloseau cifrurile de substituție cu o literă, două litere, digitale, alfa-silabice.

Primele cifruri de stare au fost cifruri de substituție simple sau unu-la-unu, în care fiecare valoare de cifră corespunde unei singure valori de cifră, iar fiecare valoare de cifră corespunde unei valori de cifr.

În cifrurile rusești ale perioadei analizate, de regulă, sunt introduse „spații libere” - desemnări de cifră care nu corespund niciunui semn al textului simplu. Deși, de obicei, doar cinci sau opt valori de cifrare au fost folosite ca spații libere pentru aceasta, este evident că introducerea lor în textul cifrat rezultat din înlocuirea elementelor de text simplu cu simboluri cifrului reflectă dorința creatorilor de cifruri de a înțelege decriptarea corespondenței cifrului. Aceste manechine rup conexiunile lingvistice structurale ale textului simplu și, într-o anumită măsură, modifică tiparele statistice, adică exact acele trăsături ale textului care sunt folosite în primul rând la descifrarea cifrului de substituție simplă. În plus, ele modifică lungimea mesajului clar transmis, ceea ce face mai dificilă legarea textului la mesajul cifrat. Prin urmare, aparent nu întâmplător, potrivit lui D. Kahn, primul astfel de cifru rusesc a fost descifrat de britanici abia în 1725. În plus, în unele cifruri, cifrurile goale puteau fi folosite pentru a cripta punctele și virgulele conținute în textul simplu. De regulă, acest lucru a fost stipulat în mod specific în regulile scurte de utilizare a cifrului, care au fost plasate în aceste cazuri în cifruri.

În exterior, cifrul epocii petrine este o foaie de hârtie pe care este scris de mână un tabel de înlocuire: elementele alfabetului cifrat corespunzător sunt semnate sub literele aranjate orizontal în ordine alfabetică ale alfabetului chirilic sau alt alfabet corespunzător limbii lui. mesajul deschis. Mai jos pot fi așezate spații libere, scurte reguli de utilizare, precum și un mic dicționar numit „supliment” și care conține un anumit număr de cuvinte (nume proprii, denumiri geografice) sau câteva fraze setate care ar putea fi folosite activ în textele destinate criptării folosind acest cifr.

Cel mai vechi dintre cele peste cincizeci de cifruri de acest tip pe care le-am examinat prezintă un interes deosebit.

Acesta este „alfabetul digital” din 1700 pentru corespondența Colegiului de Afaceri Externe cu ambasadorul Rusiei la Constantinopol, Petru Tolstoi.

Alfabetul lui P. A. Tolstoi, scris de mâna lui Petru I. 1700

Este un simplu cifr de substituție în care un alfabet compus special corespunde alfabetului chirilic. Există și două intrări aici. Primul dintre ele: „O listă dintr-un alfabet numeric exemplar, care a fost scrisă și trimisă în țara Turiei împreună cu ambasadorul și administratorul cu Tolstoi și aceste scrisori.” Cel de-al doilea este deosebit de interesant: „Așa este alfabetul pe care Marele Suveran a ordonat (deignat. - T.S.) să scrie cu propria sa mână în 1700, într-un mod diferit.” De aici rezultă că autorul acestui tsifiri a fost însuși Petru cel Mare.

Un cifr foarte asemănător pentru corespondența dintre I. A. Tolstoi și prințul V. V. Dolgoruky a fost păstrat în scrisoarea originală a lui Petru către prințul Dolgoruky. O copie a acestui cifru a fost reprodusă de A.F. Bychkov.

A.F. Bychkov citează și o scrisoare criptată cu acest cifr, scrisă de Petru I cu propria sa mână. Iată textul lui:

„Domnule maior. Mi-au ajuns scrisorile tale, din care am înțeles că ți se intenționează să ții ambele regimente, adică pe Kropotov al Dragonilor și pe Pshe de la Kiev, să le ții acasă, la care răspund, că dacă este periculos să mergi la Azov, apoi ține-l la tine și călare, nu mushkav, bineînțeles trimite la Taganrog. De asemenea, din scrisorile voastre, apare o oarecare întârziere, care nu ne este foarte plăcută, când aștepți batalionul nostru și regimentele Ingermonlan și Bils, apoi imediat.

Textul cifrat sună astfel: „Mergeți la Cerkasky și, referindu-vă la guvernatorul Azovului, imediat, cu ajutorul lui Dumnezeu, să vă ocupați de acești hoți, și care dintre ei sunt prinși, li s-a spus să meargă în orașele ucrainene. Iar când ești în Cherkasy, atunci liniștește-i pe cei buni și ca ei să aleagă căpetenia unui om bun; iar la finalizarea ei, când te întorci, atunci orașele care se întind de-a lungul Donului sunt și ele liniștitoare, iar de-a lungul Donețului și a celorlalte râuri, orașele situate pe acest tablou sunt ruinate și reparate peste oameni prin decret.

În Arhivele de Stat din Tatarstan există o scrisoare scrisă de mână a lui Petru I către I. A. Tolstoi, în care, în special, spune că îi trimite un număr pentru corespondență. Textul scrisorii a fost publicat de mai multe ori, dar A.F. Bychkov raportează că numărul care a fost trimis cu această scrisoare nu a fost păstrat până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Bychkov îl reproduce conform ediției lui Golikov.

A B C D E F G I K L

meli ko inze ju nu o py ra su

M N O P R S T U V X Y

ti u hi ot tsa chu she am z o ot

L W W W A A Y Z

b yu ya f a be wa gu di

Acest cifru avea reguli de utilizare:

„Aceste cuvinte ar trebui scrise fără despărțire și fără puncte și virgule, dar în loc de puncte și virgule și separare de vorbiri, introduceți din literele de mai jos...” Exista și un mic dicționar cu numele unor oameni de stat și numele unor mai multe unităţi militare şi denumiri geografice. Această împrejurare s-a reflectat și în regulile de folosință, care spun: „Dacă, când se întâmplă să scrieți persoanele subscrise, numele și așa mai departe, atunci scrieți-le pe toate dintr-o bucată, fără a lăsa nicăieri, și puneți literele menționate între ele, care nu înseamnă nimic.”

Scrisoarea lui Petru I a fost după cum urmează:

„Domnule guvernator! La urma urmei, ești deja conștient de înmulțirea hoțului Bulavin și că acesta coboară; De dragul acesta, pentru mai bine frica acestor oameni care au nevoie de răzbunare, am trimis regimentul Smolensky de la Kiev la tine și i-am poruncit să plece în grabă; și acest locotenent al domnului nostru Peskarsky a fost trimis la tine pentru a afla cu adevărat despre starea ta și dacă există vreun fel de blasfemie între soldații tăi. De asemenea (Doamne ferește, dacă Cerkask nu poate rezista) aveți speranță pentru soldații voștri, despre care anunțați-mă imediat prin acest mesager, cu care ți-a fost trimisă cifra pentru corespondență cu noi. De asemenea, o altă cheie pentru corespondența cu domnul primar (Garzi Dolgoruky), care a fost trimis la acei hoți cu militari, restul a fost pedepsit verbal de acest mesager.

Am găsit un alt cifr din același timp, repetând aproape complet cel pierdut, conform lui A.F. Bychkov, numeral 1708. Să numim primul cifr „cifra A”, iar al doilea cifr - „cifra B”. Nu există diferențe în desemnările cifrului corespunzătoare literelor alfabetului chirilic, dar totuși acestea sunt cifruri diferite. Diferențele lor se rezumă la următoarele: în „tsifiri B” mai există o suzetă, aici „suplimentul” este mult mai extins.

Natura valorilor de dicționar plasate în suplimentul fiecărei cifre date, de obicei, face posibil să se judece la ce subiecte pot fi dedicate mesajele criptate folosind această cifră. Deci, un mic dicționar în „tsifiri A” conține valori asociate cu corespondența cu privire la revolta lui Bulavin (Bulavin, guvernatorul Azov, atamanul militar și cazacii etc.). Și într-adevăr, în scrisoarea de mai sus a lui Petru I, criptată cu „numărul A”, acest subiect este reflectat. Dicționarul „tsifiri B” include valori care sunt caracteristice corespondenței militare, și nu în general, dar necesare pentru corespondența despre evenimentele dintr-un teatru de operațiuni foarte specific (contele Friz, Commonwealth, Prințul Primas, Hetman Oginsky, Sapieha, polonezi prusaci, Lituania, Wielkopolska etc.).

Volumul IV din „Scrisori și lucrări” conține textele scrisorilor albe și ale scrisorilor scrise de Petru I în franceză către Prințul N.I.Repnin la 29 ianuarie 1706. Această scrisoare a fost parțial criptată. Originalul nu a fost păstrat. Doar traducerea acestei scrisori făcută de generalul Rennes a supraviețuit, iar corespondenții nu aveau cheia pentru a descifra scrisoarea țarului, iar pasajele criptate au rămas nedescifrate. Textul scrisorii a fost publicat sub această formă și de editorii de Scrisori și lucrări. Cu privire la lipsa cheilor, generalul Rennes i-a scris lui Peter:

„Cel mai senin, cel mai puternic țar, cel mai milostiv Suveran. În toată ascultarea Preasfintitei Voastre Majestate, vă informez: ieri am primit o scrisoare personală în numere printr-un steag trimis de la Prea Senina Maiestate a regimentelor Smolensk, conform căreia vom discuta cu domnul general prinț Nikita Ivanovici (Repnin - T. S.). Numai ghinionul meu este că cheile i-au fost trimise acelei persoane din convoi. Bucură-te, Prea strălucită Maiestate, să porunci să fie trimise cheile, iar noi, fără chei, deocamdată, după cum ne putem gândi, vom acționa după decretul Prea strălucitoare Maiestate, și nu ne vom părăsi. fie ... ".

Nu mai puțin interesant pentru noi este un caiet cu cifruri, cu care a corespuns Petru I. Este un caiet, ale cărui foi sunt prinse cu o frânghie. Dimensiunea caietului este de 20x16 cm.Pe fiecare pagină este scris un cifru, sunt șase în total:

1) cifrul lui Petru I, care i-a fost trimis de la Colegiul de Afaceri Străine din Franța în 1720 pentru corespondență „de la tribunal la tribunal”;

2) cifrul „pentru scrisorile către Contele G. și Baronul P.”;

3) prințului Grigori Fedorovich Dolgoruky;

4) domnitorului A.I.Repnin (1715);

5) „alfabetul, care a fost trimis de la curtea maiestății sale regale prin decretul nr. ..., și primit la 30 iulie 1721”;

6) „alfabetul digital, care a fost trimis de Dmitri Konstantinovici Kantemir în 1721”.

Ultimul cifr cu alfabetul rus diferă de cele anterioare prin faptul că folosește nu litere ale oricărui alfabet, ci numere, ca simboluri cifroare.

Luați în considerare câteva cifruri timpurii folosite în epoca lui Petru.

„Abecedarul dat de la Colegiul de Stat al Afacerilor Externe la 3 noiembrie 1721 junkerului camerei Mihail Bestuzhev, care a fost trimis în Suedia”, avea scopul de a cripta scrisorile lui Bestuzhev către Petru I și către Colegiul de Afaceri Externe. Alfabetul din acest cifr este rus, un simplu înlocuitor al semnului alfanumeric. Nu există complicații. Acesta și multe alte alfabete sunt stocate în plicuri moderne, pe care există inscripții despre scopurile pentru care este destinat acest cifr. Studiul acestor inscripții ne permite să stabilim că cifrurile pentru corespondența cu suveranul sau Colegiul de Afaceri Externe au fost predate fără greșeală tuturor celor plecați în străinătate cu o misiune de stat. Ar putea fi atât diplomați, cât și nediplomați. De exemplu, „s-a păstrat alfabetul pentru corespondența cu domnul Brigadier și din Gardă, maiorul Semyon Saltykov, care a fost trimis la Prea Sa Duce de Mecklenburg. Dată lui Saltykov la 1 decembrie 1721.

S-au păstrat și cifrurile cancelarului G. I. Golovkin. Deci, cifrurile folosite de cancelar în 1721, 1724 și 1726 pentru corespondența cu diverși oameni de stat, înscrisă într-un singur caiet. Corespondenții lui Golovkin au avut primele copii ale acestor cifruri, cancelarul a avut al doilea. Acest caiet include 17 cifruri. Printre acestea se numără ABC-ul lui Alexei Gavrilovici Golovkin, ABC-ul prințului Boris Ivanovici Kurakin, ABC-ul lui Alexei Bestuzhev, ABC-ul guvernatorului Astrahanului, domnul Volynsky, ABC-ul lui Florio Beneveni etc. Toate aceste cifruri sunt construite în în același mod, deși au unele caracteristici. Deci, în ABC-ul lui A. G. Golovkin, alfabetul rus, unde fiecare literă de consoană corespunde unei desemnări cifrului, iar vocala - două, dintre care una este o literă latină, iar cealaltă este un număr din două cifre sau două numere din două cifre . Sunt treisprezece spații libere (litere chirilice), după cum sunt marcate: „gol între cuvinte pentru a nu cunoaște constelațiile”. În plus, există denumiri speciale, și alfabetice, pentru virgule și puncte. Există cinci astfel de denumiri.

ABC-ul lui A. G. Golovkin. anii 20 ai secolului al XVIII-lea

Alfabetul lui Alexei Bestuzhev are zece simboluri cifrate digitale din două cifre pentru puncte și virgule, numărul 100 apare în aceeași funcție în acest cifru. Alfabetul din acest cifr este chirilic, simbolurile cifrului sunt numere cu o singură cifră și două cifre și litere latine .

Alfabetul lui Florio Beneveni nu are spații libere, s-au folosit zece numere din două cifre pentru a indica punctele.

În general, se poate afirma că acest tip de cifre de substituție simplă a fost cel mai frecvent întâlnit în corespondența de stat rusă, cel puțin până la sfârșitul anilor 20 ai secolului al XVIII-lea.

Din cartea Viața de zi cu zi în Statele Unite într-o eră de prosperitate și prohibiție de Caspi Andre

Tipuri de muncă Cu toate acestea, ce fel de muncă ar putea face o femeie? Au fost planificate schimbări. Acest lucru s-a datorat dezvoltării sectorului serviciilor. În 1900, principalele tipuri de muncă ale unei femei erau legate de gospodărie: treburile casnice, munca agricolă, cusut, educație.

Din cartea Informatorii secreti ai Kremlinului. Ilegali autor Karpov Vladimir Nikolaevici

Un specialist în minerit de cifrare Era primăvara anului 1921. Războiul civil din Caucazul de Nord și Crimeea se apropia de sfârșit. Vasily Pudin era la acea vreme asistentul comandantului Tribunalului Militar Revoluționar al Armatei a 9-a și al trupelor din regiunea Don. După înfrângerea lui Wrangel, Armata a 9-a a fost

Din cartea Învierea lui Perun. La reconstrucția păgânismului slav de est autor Klein Lev Samuilovici

Din cartea Războiul de gherilă. Strategie și tactici. 1941-1943 autorul Armstrong John

1. Tipuri și dimensiuni ale detașamentelor Se poate spune că dezvoltarea detașamentelor partizane în regiunea Bryansk s-a desfășurat în trei etape, care vor fi discutate mai detaliat mai jos. Aceste trei etape nu au coincis întotdeauna în timp în diferite părți ale regiunii, dar un model comun a fost observat peste tot.

Din cartea Viața de zi cu zi a căilor ferate rusești autor Vulfov Alexei Borisovici

Tipuri de mesaje Acum despre tipurile de mesaje. Înainte de revoluție, exista un serviciu feroviar de călători direct (la distanță) și local. A fost reglementat clar - § 28 din Regulile din 1875 spunea: „Pentru ca pasagerii să poată fi transferați de la o cale ferată la alta

Din cartea lui Maximilian I autor Grössing Sigrid Maria

Vederi asupra tronului papal Când Maximilian a fost proclamat împărat la Trient, el nu mai era tânăr: părul blond încarnuse, iar pe chip i se citeau urme ale bătrâneții apropiate. Dar corpul lui a rămas subțire, despre dexteritatea și spiritul său de luptă, ca înainte,

Din cartea Istoria afacerii de criptare în Rusia autor Soboleva Tatiana A

Îmbunătățirea serviciului criptografic și a cifrurilor Ministerului Afacerilor Externe La 15 aprilie 1856, contele K. V. Nesselrode a părăsit departamentul Ministerului Afacerilor Externe, păstrând postul de cancelar de stat. Timp de șaizeci de ani de slujire credincioasă a tronului și a statului, a fost plin de favoruri

Din cartea Bizanț de Kaplan Michel

IX TIPURI DE TIMPUL Timp liber, așa cum îl înțelegem astăzi, nu era în Bizanț. Mai degrabă, poate fi numită activitatea căreia s-au dedicat oamenii pe lângă ocupația lor principală: pentru oameni din popor - diverse locuri de muncă, pentru aristocrație - serviciu, pentru femei - treburi casnice. Și

Din cartea Istoria Inchiziției autorul Maycock A.L.

Tipuri de tortură S-ar părea că, în general, Inchiziția a folosit aceleași metode de tortură ca și instanțele seculare - tortura cu apă, frame și strappado. Cea mai dezgustătoare versiune a primei a fost folosită în Spania. Mai întâi, o bucată de pânză umedă a fost legată de limba acuzatului, de-a lungul căreia

Din cartea Bucătărie rusească autor Kovalev Nikolai Ivanovici

Noi tipuri de crupe Făina de ovăz de casă aproape că a căzut în uz, dar noi tipuri de crupe au venit să-l înlocuiască Hrișcă de hrișcă cu gătire rapidă La întreprinderile industriale, crupele de hrișcă sunt supuse unui tratament hidrotermal: se aburesc și se usucă. Astfel de crupe

Din cartea Bucătărie rusească autor Kovalev Nikolai Ivanovici

Tipuri uitate de terci Desigur, în tabelul suveranilor de la Moscova și al nobilimii feudale, terciul nu a jucat un asemenea rol ca în tabelul oamenilor de rând. Masa patriarhilor era mai aproape de tradițiile populare, așa că terciul a jucat un rol important în ea. Așadar, în lista de preparate a Patriarhului Adrian sunt numite terci

Din cartea O scurtă istorie a serviciilor speciale autor Zayakin Boris Nikolaevici

Capitolul 11

Din cartea Democrația va prinde rădăcini în Rusia autor Iasin Evgheni Grigorievici

Tipuri de elite Există multe elite profesionale și locale. De regulă, la nivelul societății, țării i se alocă elită politică (clasa politică), intelectuală, de afaceri (elita de afaceri) și altele. Elita conducătoare se remarcă ca parte a elitei politice -

Din cartea Despre originea numelui „Rusia” autor Kloss Boris Mihailovici

INDEXUL CODURILOR MANUSCRITELOR UTILIZATE Biblioteca Academiei de Științe 16.5.7 118 17.8.36 27 33.8.13 Arc. D. 193 90Col. Încasări curente 1107 28Arhiva de Stat a Regiunii IaroslavlGAYAO-446 57-60.69Muzeul de Stat de IstorieColl. E. V. Barsova Barsova. 1516

Din cartea Nobilime, putere și societate în Rusia provincială a secolului al XVIII-lea autor Echipa de autori

Tipuri de pedepse Să luăm în considerare pedepsele care au fost impuse de kriegsrechts regimentale în conformitate cu legislația militară actuală. Din cele 204 cazuri de sancțiuni împotriva contravenienților, în 84 de cazuri a fost vorba doar de arestare. În acest caz, perioada de închisoare, de regulă, nu este

Din cartea Manual de filosofie socială autorul Benin V.L.

Metode: explicativ și ilustrativ, parțial explorator.

Creați condiții pentru creșterea interesului cognitiv pentru subiect.
Contribuie la dezvoltarea gândirii analitico-sintetizatoare.
Contribuie la formarea deprinderilor și abilităților care sunt de natură științifică generală și intelectuală generală.

Sarcini:

educational:

generalizarea și sistematizarea cunoștințelor conceptelor de bază: cod, codificare, criptografie;
familiarizați-vă cu cele mai simple metode de criptare și creatorii acestora;
dezvoltarea capacității de a citi criptarea și criptarea informațiilor;

în curs de dezvoltare:

dezvoltarea activității cognitive și a abilităților creative ale elevilor;
formează gândirea logică și abstractă;
dezvoltarea capacității de a aplica cunoștințele dobândite în situații non-standard;
dezvoltarea imaginației și a atenției;

educational:

promovarea unei culturi comunicative;
dezvolta curiozitatea.

Dezvoltarea propusă poate fi folosită pentru elevii din clasele 7-9. Prezentarea ajută la realizarea materialului vizual și accesibil.

Societatea în care trăiește o persoană se ocupă de informație pe parcursul dezvoltării acesteia. Este acumulat, procesat, stocat, transmis. (Diapozitivul 2. Prezentare)

Și toți trebuie să știe întotdeauna totul?

Desigur că nu.

Oamenii au căutat întotdeauna să-și ascundă secretele. Astăzi vă veți familiariza cu istoria dezvoltării criptografiei, veți afla cele mai simple metode de criptare. Veți putea descifra mesajele.

Tehnicile simple de criptare au fost folosite și au câștigat o oarecare răspândire deja în epoca regatelor antice și în antichitate.

Criptografia - criptografia - are aceeași vârstă cu scrisul. Istoria criptografiei are mai mult de un mileniu. Ideea de a crea texte cu semnificații ascunse și mesaje criptate este aproape la fel de veche ca arta de a scrie în sine. Există o mulțime de dovezi pentru acest lucru. Tableta de lut din Ugarit (Siria) - exercitii de predare a artei descifrarii (1200 i.Hr.). „Teodicea Babiloniană” din Irak este un exemplu de acrostic (mijlocul mileniului II î.Hr.).

Unul dintre primele cifruri sistematice a fost dezvoltat de vechii evrei; această metodă se numește temura - „schimb”.

Cel mai simplu dintre ele este „Atbash”, alfabetul a fost împărțit la mijloc, astfel încât primele două litere, A și B, au coincis cu ultimele două, T și Sh. Utilizarea cifrului Temur poate fi găsită în Biblie. Această profeție a lui Ieremia, făcută la începutul secolului al VI-lea î.Hr., conține un blestem pentru toți conducătorii lumii, care se termină cu „regele lui Sesach” care, atunci când este descifrat din cifrul „Atbash”, se dovedește a fi cel rege al Babilonului.

(Diapozitivul 3) O metodă de criptare mai ingenioasă a fost inventată în Sparta antică în timpul lui Lycurgus (secolul al V-lea î.Hr.) Pentru a cripta textul, s-a folosit Scitalla - o tijă cilindrică, pe care era înfășurată o bandă de pergament. Textul a fost scris rând cu rând de-a lungul axei cilindrului, banda a fost desfășurată din baghetă și transmisă destinatarului, care avea un Scytall de același diametru. Această metodă a permutat literele mesajului. Cheia cifrului era diametrul lui Scitalla. ARISTOTLE a venit cu o metodă de a sparge un astfel de cifr. El a inventat dispozitivul de decriptare Antiscital.

(Diapozitivul 4) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 5) Scriitorul grec POLYBIUS a folosit un sistem de semnalizare care a fost folosit ca metodă de criptare. Cu ajutorul acestuia a fost posibil să transferați absolut orice informație. El a notat literele alfabetului într-un tabel pătrat și le-a înlocuit cu coordonate. Stabilitatea acestui cifru a fost mare. Motivul principal pentru aceasta a fost capacitatea de a schimba în mod constant succesiunea de litere în pătrat.

(Diapozitivul 6) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 7) Un rol deosebit în păstrarea secretului l-a jucat metoda de criptare propusă de IULIU CEZAR și descrisă de acesta în „Note despre războiul galic.

(Diapozitivul 8) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 9) Există mai multe modificări ale cifrului Caesar. Unul dintre ele este algoritmul de cifrare Gronsfeld (creat în 1734 de belgianul José de Bronkhor, contele de Gronsfeld, militar și diplomat). Criptarea constă în faptul că valoarea deplasării nu este constantă, ci este setată de o cheie (gamma).

(Diapozitivul 10) Pentru cel care transmite criptarea, rezistența acestuia la decriptare este importantă. Această caracteristică a unui cifr se numește putere criptografică. Pentru a crește puterea criptografică, permiteți criptări cu multe substituții alfabetice sau cu mai multe valori. În astfel de cifruri, fiecărui caracter al alfabetului deschis i se atribuie nu unul, ci mai multe caractere de cifrare.

(Diapozitivul 11) Metodele științifice în criptografie au apărut pentru prima dată în țările arabe. Origine arabă și cuvântul cifr însuși (din arabă „număr”). Arabii au fost primii care au înlocuit literele cu cifre pentru a proteja textul original. Scrisul secret și semnificația ei sunt menționate chiar și în basmele din cele O mie și una de nopți. Prima carte, dedicată special descrierii unor cifruri, a apărut în 855, s-a numit „Cartea Marii Aspirații a Omului de a dezvălui misterele scrisului antic”.

(Diapozitivul 12) Matematicianul și filozoful italian GEROLAMO CARDANO a scris cartea „Despre subtilități”, care are o parte despre criptografie.

Contribuția sa la știința criptografiei conține două propoziții:

Primul este să folosiți textul simplu ca cheie.

În al doilea rând, a propus un cifr, numit acum Cardano Grid.

Pe lângă aceste propuneri, Cardano oferă o „dovadă” a puterii cifrurilor bazată pe numărarea numărului de chei.

Grila Cardano este o foaie de material dur in care, la intervale regulate, se fac taieturi dreptunghiulare, inalte de un ochi si de diverse lungimi. Suprapunând această zăbrele pe o foaie de hârtie, a fost posibil să scrieți un mesaj secret în decupaje. Spațiile rămase au fost umplute cu text arbitrar care masca mesajul secret. Această metodă de deghizare a fost folosită de multe personalități istorice celebre, cardinalul Richelieu în Franța și diplomatul rus A. Griboyedov. Pe baza unei astfel de rețele, Cardano a construit un cifr de permutare.

(Diapozitivul 13) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 14) Erau pasionați și de criptografie în Rusia. Cifrurile folosite sunt aceleași ca în țările occidentale - icoană, substituții, permutări.

Data apariției serviciului criptografic în Rusia ar trebui considerată 1549 (domnia lui Ivan al IV-lea), din momentul în care s-a format „ordinea ambasadorilor”, în care exista un „departament digital”.

Petru I a reorganizat complet serviciul criptografic, creând „Biroul Ambasadorului”. În acest moment, codurile sunt folosite pentru criptare, ca aplicații pentru „alfabete digitale”. În celebrul „caz al țareviciului Alexei” în materialele acuzatoare au apărut și „alfabete digitale”.

(Diapozitivul 15) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 16) Secolul al XIX-lea a adus multe idei noi în criptografie. THOMAS JEFFERSON a creat un sistem de criptare care ocupă un loc special în istoria criptografiei – „cifrul discului”. Acest cifru a fost implementat folosind un dispozitiv special, care a fost numit mai târziu cifrul Jefferson.

În 1817, DESIUS WADSWORTH a proiectat un dispozitiv de criptare care a introdus un nou principiu în criptografie. Inovația a fost că a creat alfabete cu text simplu și cifrat de diferite lungimi. Dispozitivul cu care a făcut asta a fost un disc, cu două inele mobile cu alfabete. Literele și numerele inelului exterior erau detașabile și puteau fi asamblate în orice ordine. Acest sistem de cifrare implementează o substituție polialfabetică periodică.

(Diapozitivul 17) Există multe moduri de a codifica informațiile.

Căpitanul armatei franceze, CHARLES BARBIER, a dezvoltat în 1819 sistemul de codificare ecriture noctrume - scrierea nocturnă. În sistem au fost folosite puncte convexe și liniuțe, dezavantajul sistemului este complexitatea sa, deoarece nu literele au fost codificate, ci sunetele.

LOUIS BRAILE a îmbunătățit sistemul, și-a dezvoltat propriul cifr. Bazele acestui sistem sunt încă folosite astăzi.

(Diapozitivul 18) SAMUEL MORSE a dezvoltat în 1838 un sistem de codificare a caracterelor folosind puncte și liniuțe. El este și inventatorul telegrafului (1837) - un dispozitiv care folosea acest sistem. Cel mai important lucru în această invenție este codul binar, adică utilizarea a doar două caractere pentru a codifica literele.

(Diapozitivul 19) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 20) La sfârșitul secolului al XIX-lea, criptografia a început să dobândească trăsăturile unei științe exacte, și nu doar o artă, a început să fie studiată în academiile militare. Unul dintre ei și-a dezvoltat propriul cifr de câmp militar, numit Linia Saint-Cyr. A făcut posibilă creșterea semnificativă a eficienței muncii criptografului, pentru a facilita algoritmul de implementare a cifrului Vigenère. În această mecanizare a proceselor de criptare-decriptare se află contribuția autorilor liniei la criptografia practică.

În istoria criptografiei secolului al XIX-lea. numele lui AUGUST KIRKHOFFES era viu imprimat. În anii 80 ai secolului XIX, a publicat cartea „Criptografie militară” cu un volum de doar 64 de pagini, dar i-au imortalizat numele în istoria criptografiei. Formulează 6 cerințe specifice pentru cifruri, dintre care două se referă la puterea criptării, iar restul - la calitățile operaționale. Una dintre ele („compromiterea sistemului nu ar trebui să cauzeze inconveniente corespondenților”) a devenit cunoscută sub numele de „regula Kerckhoffs”. Toate aceste cerințe sunt relevante astăzi.

În secolul al XX-lea, criptografia a devenit electromecanică, apoi electronică. Aceasta înseamnă că dispozitivele electromecanice și electronice au devenit principalele mijloace de transmitere a informațiilor.

(Diapozitivul 21) În a doua jumătate a secolului XX, în urma dezvoltării bazei elementare a tehnologiei informatice, au apărut codificatoarele electronice. Astăzi, codificatoarele electronice constituie marea majoritate a instrumentelor de criptare. Acestea îndeplinesc cerințele din ce în ce mai mari de fiabilitate și viteza de criptare.

În anii șaptezeci, au avut loc două evenimente care au influențat serios dezvoltarea în continuare a criptografiei. În primul rând, a fost adoptat (și publicat!) primul standard de criptare a datelor (DES) care a „legalizat” principiul Kerckhoffs în criptografie. În al doilea rând, după munca matematicienilor americani W. DIFFI și M. HELLMAN, s-a născut o „nouă criptografie” - criptografia cu cheie publică.

(Diapozitivul 22) Sarcina „Verificați-vă singur”

(Diapozitivul 23) Rolul criptografiei va crește datorită extinderii domeniilor sale de aplicare:

semnatura digitala,
autentificarea și confirmarea autenticității și integrității documentelor electronice,
securitate e-business,
protecția informațiilor transmise prin internet etc.

Familiarizarea cu criptografia va fi necesară pentru fiecare utilizator al mijloacelor electronice de schimb de informații, prin urmare, criptografia va deveni în viitor „a treia alfabetizare” împreună cu „a doua alfabetizare” - abilități de calculator și tehnologia informației.

Concepte de bază ale criptografiei

Problema protecției informațiilor împotriva accesului neautorizat (neautorizat) (UAS) s-a agravat vizibil din cauza utilizării pe scară largă a rețelelor de calculatoare locale și mai ales globale.

Protecția informațiilor este necesară pentru a reduce probabilitatea de scurgere (dezvăluire), modificare (denaturare deliberată) sau pierdere (distrugere) a informațiilor care au o anumită valoare pentru proprietarul acesteia.

Problema securității informațiilor îi îngrijorează pe oameni de câteva secole.

Potrivit lui Herodot, deja în secolul al V-lea. î.Hr e. a folosit transformarea informaţiei prin codificare.

Unul dintre cele mai vechi dispozitive de criptare a fost rătăcit, care a fost folosit în secolul al V-lea. î.Hr. în timpul războiului dintre Sparta şi Atena. O skitala este un cilindru pe care o bandă îngustă de papirus a fost înfășurată rotund în rotund (fără goluri și suprapuneri). Apoi pe această bandă de-a lungul axei cilindrului (în coloane) a fost scris textul necesar transmiterii. Banda a fost desfășurată din cilindru și trimisă destinatarului. După ce a primit un astfel de mesaj, destinatarul a înfășurat banda în jurul unui cilindru de același diametru cu diametrul rătăcitorului expeditorului. Drept urmare, a fost posibil să se citească mesajul criptat.

Aristotel a venit cu ideea de a sparge un astfel de cifr. El a propus să facă un con lung și, pornind de la bază, să-l înfășoare cu o bandă cu un mesaj criptat, mutându-l treptat în vârf. Pe o anumită secțiune a conului, vor începe să fie vizualizate secțiuni ale textului care poate fi citit. Așa se determină dimensiunea secretă a cilindrului.

Cifrele au apărut în antichitate sub formă de criptograme (în greacă - criptografie). Uneori, textele sacre evreiești erau criptate folosind metoda substituției. În loc de prima literă a alfabetului, s-a scris ultima literă, în loc de a doua, penultima, etc. Acest cifr antic a fost numit atbash. Faptul de criptare a corespondenței este cunoscut Iulius Cezar(100-44 î.Hr.) cu Cicero (106-43 î.Hr.).

Cifrul lui Cezar se implementează prin înlocuirea fiecărei litere din mesaj cu o altă literă din același alfabet, separată de aceasta în alfabet printr-un număr fix de litere. În cifrurile sale, Cezar a înlocuit litera textului original cu o literă cu trei poziții înaintea literei originale.

În Grecia antică (secolul II î.Hr.), era cunoscut un cifr, care a fost creat folosind pătratul Polybius. Tabelul de criptare era un pătrat cu cinci coloane și cinci rânduri, care erau numerotate de la 1 la 5. În fiecare celulă a unui astfel de tabel era scrisă câte o literă. Ca urmare, fiecare literă corespundea unei perechi de cifre, iar criptarea a fost redusă la înlocuirea unei litere cu o pereche de cifre.

Vom ilustra ideea pătratului Polybius cu un tabel cu litere rusești. Numărul de litere din alfabetul rus diferă de numărul de litere din alfabetul grecesc, astfel încât dimensiunea tabelului este aleasă diferit (pătrat 6 x 6). Rețineți că ordinea simbolurilor din pătratul Polybius este informații secrete (cheie).

Să criptăm cuvântul CRYPTOGRAFIE folosind pătratul Polybius:

26 36 24 35 42 34 14 36 11 44 24 63

Din exemplu se poate observa că în textul cifrat numărul rândului este indicat primul, iar numărul coloanei este al doilea. În pătratul lui Polybius, coloanele și rândurile pot fi marcate nu numai cu cifre, ci și cu litere.

În prezent, problema securității informațiilor se ocupă criptologie(kryptos - secret, logos - știință). Criptologia este împărțită în două domenii - criptografie și criptoanaliza. Obiectivele acestor două domenii ale criptologiei sunt direct opuse.

Criptografie- știința protejării informațiilor împotriva primirii neautorizate de către persoane neautorizate. Sfera de interese a criptografiei este dezvoltarea și cercetarea metodelor de criptare a informațiilor.

Sub criptare se referă la o astfel de transformare a informațiilor care face ca datele originale să nu fie citite și dificil de dezvăluit fără cunoașterea unor informații secrete speciale - cheie. LA Ca rezultat al criptării, textul simplu devine un text cifrat și devine ilizibil fără utilizarea unei transformări de decriptare. Cifragrama Poate fi numit diferit: text cifrat, criptogramă, criptare sau text cifrat. Textul cifrat vă permite să ascundeți semnificația mesajului transmis.

Zona de interes criptoanaliza opusul este dezvoltarea și cercetarea metodelor de decriptare (dezvăluire) a unui text cifrat chiar și fără a cunoaște cheia secretă.

Sub cheie se înțelege ca informație secretă care determină ce transformare din setul de posibile transformări de criptare se realizează în acest caz asupra textului simplu. Când folosiți o skitala, cheia este diametrul cilindrului.

Decriptare- procesul de criptare inversă. Când este decriptat folosind cheia, textul cifrat (cifrgrama, criptarea) este convertit în textul simplu original.

Este numit procesul prin care criptoanalistii obțin un mesaj clar dintr-o criptogramă fără o cheie cunoscută autopsie sau hacking cifru.

Există mai multe clasificări ale cifrurilor.

În funcție de natura utilizării cheii, algoritmii de criptare sunt împărțiți în două tipuri: simetric(cu o cheie, în alt fel - cu o cheie secretă) și asimetric(cu două chei sau cheie publică). Uneori sunt numiți algoritmi de criptare și decriptare asimetrică asimetric.

În primul caz, codificatorul expeditorului și decriptorul destinatarului folosesc aceeași cheie (Cheia 1, vezi figura). Criptorul formează o cifrgramă, care este o funcție a textului simplu. Forma specifică a funcției de transformare (criptare) este determinată de cheia secretă. Decodorul destinatarului mesajului realizează transformarea inversă în raport cu transformarea făcută în codificator. Cheia secretă este păstrată secretă și transmisă pe un canal care împiedică interceptarea cheii de către un criptoanalist al unui adversar sau al unui concurent comercial.

În al doilea caz (când se utilizează un algoritm asimetric), destinatarul trimite mai întâi cheia publică (Cheia 1) către expeditor printr-un canal deschis, cu care expeditorul criptează informația. La primirea informațiilor, destinatarul le decriptează folosind a doua cheie secretă (Cheia 2). Interceptarea cheii publice (Cheia 1) de către un criptoanalist advers nu permite decriptarea mesajului privat, deoarece acesta este decriptat doar de a doua cheie secretă (Cheia 2). În același timp, cheia secretă 2 este practic imposibil de calculat folosind cheia publică 1.

Atunci când evaluează eficiența unui cifr, aceștia sunt de obicei ghidați de regula olandezului Auguste Kerckhoff(1835-1903), conform căruia puterea cifrului este determinată doar de secretul cheii, adică criptoanalistul cunoaște toate detaliile procesului (algoritmului) de criptare și decriptare, dar nu se știe care cheie este folosit pentru a cripta textul dat.

Rezistență cripto se numește o caracteristică de criptare care determină rezistența sa la decriptare fără a cunoaște cheia (adică rezistența la criptoanaliza). Există mai mulți indicatori ai puterii criptografice, printre care se numără numărul tuturor cheilor posibile și timpul mediu necesar pentru criptoanaliza.

Algoritmii de criptare cu chei publice folosesc așa-numitele funcții ireversibile sau unidirecționale. Aceste funcții au următoarea proprietate: pentru o valoare de argument dată X este relativ ușor de calculat valoarea unei funcții f(x). Cu toate acestea, dacă valoarea Funcției este cunoscută y \u003d f (x), atunci nu există o modalitate ușoară de a calcula valoarea argumentului X.

Toate criptosistemele cu cheie publică utilizate în prezent se bazează pe unul dintre următoarele tipuri de transformări ireversibile.

1. Descompunerea numerelor mari în factori primi (algoritm rsa, autori - Rivest, Shamir și Adleman - Rivest, Shamir, Adleman).

2. Calculul logaritmului sau exponentiatiei (algoritmul DH, autori - Diffie si Helman).

3. Calculul rădăcinilor ecuațiilor algebrice.

Luați în considerare cel mai simplu exemplu de funcții „ireversibile”. Este ușor în mintea ta să găsești produsul a două numere prime 11 și 13. Dar încearcă să găsești rapid două numere prime al căror produs este 437. Dificultăți similare apar atunci când folosești tehnologia de calcul pentru a găsi doi factori primi pentru un număr foarte mare: puteți găsi factori, dar va dura mult timp.

Astfel, sistemul de codificare RSA bazat pe factorizare folosește două chei diferite: una pentru a cripta mesajul și o a doua, diferită de prima, dar legată de prima, pentru a decripta. Cheia de criptare (cheie publică, non-secretă) se bazează pe produsul a două numere prime uriașe, iar cheia de decriptare (cheie privată, secretă) se bazează pe numerele prime în sine.

Rețineți că operația de factorizare a unui număr prim este uneori numită factorizarea.

Termenul de funcții „ireversibile” este regretabil. Mai corect ar fi să le numim funcții rapide (sau pur și simplu) ireversibile. Cu toate acestea, acest termen este bine stabilit și trebuie să suportăm inexactitatea.

În anii 40 ai secolului XX. Inginerul și matematicianul american Claude Shannon a propus să dezvolte un cifr în așa fel încât dezvăluirea lui să fie echivalentă cu rezolvarea unei probleme matematice complexe. Mai mult, complexitatea sarcinii ar trebui să fie astfel încât volumul calculelor necesare să depășească capacitățile computerelor moderne.

În sistemele asimetrice, trebuie să utilizați chei lungi (2048 biți sau mai mult). O cheie lungă crește timpul necesar pentru a cripta un mesaj deschis. În plus, generarea cheilor devine destul de lungă. Dar este posibil să trimiteți chei publice prin canale de comunicare neprotejate (nesecrete, deschise). Acest lucru este deosebit de convenabil, de exemplu, pentru partenerii comerciali separați de distanțe mari. Este convenabil să transferați cheia publică de la bancher către mai mulți investitori simultan.

LA simetric algoritmii folosesc chei mai scurte, astfel încât criptarea și decriptarea sunt mai rapide. Dar în astfel de sisteme, distribuirea cheilor este o procedură complexă. Cheile trebuie transferate prin canale închise (secrete). Utilizarea curierilor pentru a distribui cheile secrete este costisitoare, complicată și lentă.

În Statele Unite, standardul DES (Data Encryption Standard) este cel mai utilizat pentru transmiterea mesajelor secrete.

Standardul DES este un cifru bloc. Criptează datele în blocuri de 64 de biți. Criptarea folosește o cheie de 56 de biți. Acest standard a fost supus unei criptoanalize detaliate repetate. Pentru a-l pirata, au fost dezvoltate computere specializate cu un cost de până la 20 de milioane de dolari. Au fost dezvoltate metode pentru încălcarea forțată a standardului DES, bazate pe calculul distribuit folosind mai multe computere. Pentru a crește puterea criptografică, a fost dezvoltată ulterior o metodă de criptare DES folosind trei chei - așa-numita „des triplu”.

Se poate argumenta că de-a lungul anilor, decriptarea criptogramelor a fost ajutată de analiza frecventei apariția simbolurilor individuale și combinațiile acestora. Probabilitățile ca litere individuale să apară într-un text variază foarte mult. Pentru limba rusă, de exemplu, litera „o” apare de 45 de ori mai des decât litera „f” și de 30 de ori mai des decât litera „e”. Analizând un text suficient de lung criptat prin metoda înlocuirii, este posibil să se facă o înlocuire inversă cu frecvențele de apariție a caracterelor și să se restabilească textul simplu original. Tabelul arată frecvențele relative de apariție a literelor rusești.

Scrisoare	Frecvență	Scrisoare	Frecvență	Scrisoare	Frecvență	Scrisoare	Frecvență
despre	0.09	în	0.038	h	0.016	și	0.007
a ei	0.072	l	0.035	s	0.016	w	0.006
A	0.062	la	0.028	b	0.014	Yu	0.006
și	0.062	m	0.026	b, b	0.014	c	0.004
n	0.053	d	0.025	G	0.013	sch	0.003
t	0.053	P	0.023	h	0.012	uh	0.003
Cu	0.045	la	0.021	și	0.01	f	0.002
R	0.04	eu	0.018	X	0.009

Frecvența relativă a unui spațiu sau semn de punctuație în rusă este 0,174. Cifrele date înseamnă următoarele: între 1000 de litere de text, în medie vor fi 174 de spații și semne de punctuație, 90 de litere „o”, 72 de litere „e”, etc.

Când se efectuează criptoanaliza, este necesar să se decidă dintr-o mică bucată de text care este textul decriptat: un mesaj semnificativ sau un set de caractere aleatorii. Adesea, criptoanalistii deschid cifrurile pe un computer prin forta bruta. Este imposibil să analizezi manual multe fragmente de texte descifrate. Prin urmare, problema extragerii unui text cu sens (adică detectarea unui text corect descifrat) se rezolvă cu ajutorul unui calculator. În acest caz se folosesc prevederile teoretice elaborate la sfârșitul secolului al XIX-lea. matematician din Petersburg A.A. Markov, așa-numitele lanțuri Markov.

Trebuie remarcat faptul că, potrivit unor experți, nu există cifre care nu pot fi sparte. Este posibil să declasificați (crack) orice program de criptare fie pentru o perioadă lungă de timp, fie pentru mulți bani. În cel de-al doilea caz, decriptarea va necesita utilizarea mai multor supercomputere, ceea ce va duce la costuri materiale semnificative. Din ce în ce mai mult, resursele distribuite de internet sunt folosite pentru a sparge mesaje secrete, paralelizând calculele și implicând sute și chiar mii de stații de lucru în calcule.

Există o altă părere. Dacă lungimea cheii este egală cu lungimea mesajului, iar cheia este generată din numere aleatorii cu o distribuție echiprobabilă și se modifică cu fiecare mesaj nou, atunci cifrul nu poate fi rupt nici măcar teoretic. O abordare similară a fost descrisă pentru prima dată de G. Vernam la începutul secolului al XX-lea, propunând un algoritm pentru pad-uri unice de cifrare.

Luați în considerare o altă clasificare a cifrurilor.

Multe metode moderne de criptare pot fi împărțite în patru mari grupuri: metode substituiri(înlocuiri), permutări, aditiv(jocuri) și combinate metode.

în cifră permutări toate literele textului simplu rămân neschimbate, dar sunt mutate din pozițiile inițiale în alte locuri (un exemplu este criptarea cu scitale).

Următoarea „criptare” cea mai simplă a fost obținută prin rearanjarea a două litere adiacente RKPIOTRGFAAYA.

În acest mesaj „secret”, este ușor să recunoști cuvântul CRIPTOGRAFIE.

Un algoritm de permutare mai complex se rezumă la împărțirea mesajului în grupuri de trei litere. În fiecare grup, prima literă este plasată pe locul trei, iar a doua și a treia literă sunt deplasate cu o poziție spre stânga. Rezultatul este o criptogramă: RICTOPRAGIYAF.

Permutările sunt obținute ca urmare a scrierii textului original și a citirii textului cifrat pe diferite căi ale unei figuri geometrice.

în cifră substituiri pozițiile literelor în cifru rămân aceleași ca și în textul simplu, dar caracterele textului simplu sunt înlocuite cu caractere dintr-un alfabet diferit. Un exemplu este pătratul lui Polybius. Aici literele sunt înlocuite cu numerele corespunzătoare.

Metoda de înlocuire este adesea implementată de mulți utilizatori accidental în timp ce lucrează la un computer. Dacă, din cauza uitării, nu comutați carcasa de pe tastatură de la latină la chirilică, atunci în loc de litere ale alfabetului rus, la introducerea textului, vor fi tipărite litere ale alfabetului latin. Ca urmare, mesajul original va fi „criptat” cu litere latine. De exemplu, rhbgnjuhfabz - așa este criptat cuvântul criptografie.

LA aditivÎn această metodă, literele alfabetului sunt mai întâi înlocuite cu numere, la care se adaugă apoi numerele unei secvențe numerice secrete pseudoaleatoare (gama). Compoziția gama variază în funcție de cheia utilizată. De obicei, operația logică „XOR” este utilizată pentru criptare. În timpul decriptării, același gamma este suprapus datelor criptate. Metoda gamma este utilizată pe scară largă în sistemele criptografice militare. Cifrurile produse prin metoda aditivă sunt uneori numite cifruri flux.

Combinate metodele implică utilizarea mai multor metode pentru a cripta un mesaj simultan (de exemplu, mai întâi înlocuirea caracterelor și apoi rearanjarea lor).

Există o altă abordare a transmiterii mesajelor secrete. Se rezumă la ascunderea faptului însuși al transferului de informații. Știința este angajată în astfel de metode de criptare steganografie.

Dacă criptografia face ca un mesaj deschis să nu fie citit fără a cunoaște cheia secretă, atunci steganografia dezvoltă metode de criptare care fac dificilă observarea faptului însuși al transmiterii informațiilor.

Steganografia folosește containere speciale în care mesajul transmis este ascuns. De exemplu, un text secret este încorporat într-o imagine inofensivă a unei flori de pe o felicitare.

Criptarea mesajelor prin diverse metode

În loc de coadă - un picior, Și pe picior - coarne.

L. Derbeneev.

Luați în considerare cum să criptați un mesaj metodă substituții (cu alte cuvinte, prin metoda substituției). În primul rând, folosim cifrul Caesar. Să presupunem că vrem să criptăm mesajul „UNDE E ABBA”.

După cum se știe, cifrul ciclic al lui Cezar se obține prin înlocuirea fiecărei litere a textului simplu cu litere din același alfabet situate în față după un anumit număr de poziții, de exemplu, după trei poziții. ciclic se numește deoarece atunci când se efectuează înlocuirea, ultima literă a alfabetului este din nou urmată de prima literă a alfabetului. Să notăm fragmente din alfabetul rus și să arătăm cum se realizează criptarea (ordinea înlocuirii):

Ca rezultat al transformării, se va obține o cifrgramă:

Yozhz GDDG.

În acest caz, cheia este cantitatea de schimbare (numărul de poziții dintre litere). Numărul de chei ale acestui cifr este mic (este egal cu numărul de litere ale alfabetului). Nu este dificil să deschideți un astfel de cifr prin enumerarea tuturor cheilor posibile. Dezavantajul cifrului Caesar este puterea sa criptografică scăzută. Acest lucru se explică prin faptul că în textul cifrat literele sunt încă aranjate în ordine alfabetică, doar originea este deplasată cu mai multe poziții.

Înlocuirea poate fi efectuată cu caractere dintr-un alt alfabet și cu o cheie mai complexă (algoritm de înlocuire). Pentru simplitate, dăm din nou doar părțile inițiale ale alfabetelor. Liniile arată ordinea înlocuirii literelor alfabetului rus cu literele alfabetului latin. Să criptăm expresia „UNDE E ABBA”

Ca urmare a unei astfel de criptări, se va obține o criptogramă:

Este mai rațional să scrieți cheia folosită în ultimul caz sub forma unui tabel:

DAR	B	LA	G	D	E
E	F	DAR	DIN	D	LA

În criptare, literele pot fi înlocuite cu cifre (în cel mai simplu caz, cu numere de serie ale literelor din alfabet). Apoi criptarea noastră va arăta astfel:

Caracterele în text simplu pot fi înlocuite cu personaje speciale, de exemplu, cu „bărbați care dansează”, ca în povestea lui K. Doyle, sau cu ajutorul steagurilor, așa cum fac marinarii.

Puterea criptografică mai mare în comparație cu cifrul Caesar are criptosisteme afine.

În criptosistemele afine, datorită transformărilor matematice, literele care înlocuiesc textul simplu sunt amestecate aleatoriu. În criptosistemele afine, literele de text simplu sunt numerotate prin numere, de exemplu, pentru chirilic, de la 0 la 32. Apoi fiecare literă de text simplu este înlocuită cu o literă, al cărei număr ordinal este calculat folosind o ecuație liniară și calculând restul unui număr întreg. Divizia.

Criptosistemele afine sunt definite folosind două numere Ași b . Pentru alfabetul rus, aceste numere sunt selectate din condiție a ≥ 0, b≤ 32. Numărul maxim de caractere din alfabetul utilizat este notat cu simbolul γ. Și numerele A iar γ = 33 trebuie să fie coprim. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci două litere diferite pot fi afișate (se pot transforma) într-una singură. Fiecare cod de literă text simplu μ este înlocuit cu un cod de literă criptogramă conform următoarei reguli. În primul rând, numărul α= a∙μ + b , iar apoi se realizează operaţia de împărţire întreg a numărului α la numărul γ = 33, adică α= β(mod (γ)). Restul diviziunii întregi este folosit ca cod simbol al Ciphergramului. Pentru certitudine, alegem următoarele numere: A= 5 și b=3. Un fragment al procedurii care ilustrează ordinea criptării este prezentat în tabel.

În cifrurile pe care le-am analizat mai devreme, fiecare literă a textului simplu corespundea unei anumite litere a criptogramei. Astfel de cifruri sunt numite cifre. substituție monoalfabetică.

Mesaje lungi primite prin metoda înlocuirii unice alfabetice (un alt nume este cifru simplu o scrisoare substituții), dezvăluite folosind tabele de frecvențe relative. Pentru a face acest lucru, se calculează frecvența de apariție a fiecărui caracter, împărțită la numărul total de caractere din textul cifrat. Apoi, folosind tabelul de frecvențe relative, se determină ce înlocuire a fost făcută în timpul criptării.

Îmbunătățiți puterea criptografică cifruri polialfabetice substituții (sau cifruri de substituție cu mai multe valori). În acest caz, fiecărui caracter al alfabetului deschis i se atribuie nu unul, ci mai multe caractere de criptare.

Mai jos este un fragment al cheii de înlocuire polialfabetică:

DAR	B	LA	G	D	E

Folosind un cifru polialfabetic, mesajul „UNDE E ABBA” poate fi criptat în mai multe moduri:

19-83-32-48-4-7-12,

10-99-15-12-4-14-12 etc.

Pentru fiecare literă a alfabetului original, se creează un anumit set de simboluri ale cifrgramei, astfel încât seturile fiecărei litere să nu conțină aceleași elemente. Cifrurile polialfabetice modifică imaginea frecvențelor statistice ale apariției literelor și astfel îngreunează deschiderea cifrului fără a cunoaște cheia.

Luați în considerare un alt cifr de substituție polialfabetic, care a fost descris în 1585 de diplomatul francez Blaise de Vigenère. Criptarea se realizează folosind așa-numitul tabel Vigenère. Aici, ca și înainte, este afișată doar o parte a tabelului pentru a prezenta doar ideea metodei.

Fiecare rând din acest tabel corespunde unui cifr de substituție simplu (cum ar fi un cifru Caesar). La criptare, mesajul deschis este scris într-o linie și o cheie este plasată sub el. Dacă cheia este mai scurtă decât mesajul, atunci cheia este ciclată. Criptarea se obține prin găsirea simbolului în matricea de litere a cifrgramei. Simbolul text cifrat este situat la intersecția coloanei cu litera text simplu și a rândului cu litera cheie corespunzătoare.

Să presupunem că vrem să criptăm mesajul „UNDE E ABBA”. Să alegem cuvântul „FECIOARĂ” ca cheie. Ca rezultat, obținem:

YAYAG AEYU.

Sistem Joacă cinstit creează cifruri polialfabetice. Luați în considerare ideea principală a acestui sistem.

Criptarea se realizează folosind un pătrat (sau dreptunghi), care conține literele alfabetului național corespunzător. Literele sunt scrise într-un pătrat sau dreptunghi în ordine aleatorie. Această ordine de litere și configurația tabelului este cheia secretă. Pentru claritate, să luăm un tabel dreptunghiular de 8x4 în dimensiune, chirilic ca literele alfabetului, și să aranjam literele în ordine alfabetică. Deoarece numărul de litere rusești este 33, iar numărul de celule este 32, excludem litera Y din tabel.

Să presupunem că doriți să criptați cuvântul CRYPTOGRAFIE. Luați în considerare regulile de criptare.

1. Textul simplu este împărțit în blocuri de două litere. Literele din același bloc nu trebuie să fie aceleași. Să împărțim cuvântul original în blocuri de două litere KR-IP-TO-GR-AF-IA.

2. Dacă literele blocului de criptat sunt în rânduri și coloane diferite, atunci literele situate la colțurile dreptunghiului care încadrează literele textului simplu sunt folosite ca litere de înlocuire. De exemplu, blocul KP este înlocuit cu caracterele IT.

3. Dacă literele textului simplu se încadrează într-o singură linie, atunci cifra cifrată se obține prin deplasarea ciclică la dreapta cu o celulă. De exemplu, blocul IP va fi convertit în YI. Un alt exemplu al acestei reguli. Dacă, să presupunem, este necesară transformarea blocului KN, atunci obținem LO.

4. Dacă ambele litere ale textului simplu se încadrează într-o singură coloană, atunci pentru criptare, se efectuează o schimbare ciclică cu o celulă în jos.

Blocul ZhC va fi convertit în caractere OY, iar blocul Tb în caractere bB.

În conformitate cu regulile descrise, cuvântul CRYPTOGRAFIE va fi convertit în criptograma ITYITSKAUDPSH.

Rețineți că dacă blocurile de text simplu constau din aceleași litere, atunci criptograma va conține și aceleași perechi de caractere. Din acest motiv, cifra considerată este unică alfabetică. Cu toate acestea, modificarea acestui cifru îl transformă într-un sistem polialfabetic. Pentru aceasta, sunt folosite mai multe tabele Playfair și se realizează criptare multiplă.

Aici este oportun să luăm în considerare sistemul criptografic Hilla,în care criptarea se realizează folosind transformări matematice: calcule folosind tehnici de algebră liniară.

Acest cifr pentru o singură literă poate fi considerat polialfabetic. Cu toate acestea, perechile de litere sunt criptate peste tot în același mod. Prin urmare, în sensul larg al termenului, sistemul criptografic al lui Hill ar trebui atribuit unor cifruri unialfabetice.

Inițial, textul simplu ar trebui convertit într-un set de numere folosind metoda de înlocuire. Să presupunem că textul este criptat, scris folosind 26 de litere latine. Alegem următorul algoritm pentru înlocuirea literelor cu cifre: vom înlocui literele latine A, B, C, D, ..., Z cu numerele 1, 2, 3, 4, ..., 26, respectiv. alte cuvinte: să numerotăm literele în ordinea locației lor în alfabet, iar la înlocuire vom folosi numerele lor de serie. În acest caz, se alege un astfel de algoritm de înlocuire, dar este clar că poate fi oricare.

Să presupunem că trebuie să criptăm cuvântul german ZEIT. Să înlocuim literele în funcție de numerele lor de serie din alfabet cu patru numere: 26 - 5 - 9 - 20.

Apoi, alegeți un număr d > 2. Acest număr indică ordinea în care textul simplu este împărțit în grupuri de caractere (determină câte litere vor fi în fiecare grup). Din punct de vedere matematic, numărul d arată câte rânduri ar trebui să fie în vectorii coloană. Accept d= 2. Aceasta înseamnă că numerele 26 - 5 - 9 - 20 trebuie împărțite în grupuri de două numere din fiecare grup și scrise ca vectori coloană:

Luați în considerare exemple de criptare a mesajelor folosind metoda permutări.

Ideea acestei metode de criptare este că scrierea textului simplu și citirea ulterioară a criptării se efectuează pe diferite căi ale unei figuri geometrice (de exemplu, un pătrat).

Pentru a clarifica ideea, să luăm un tabel pătrat (matrice) 8x8. Vom scrie textul secvenţial în rânduri de sus în jos, şi citim în coloane secvenţial de la stânga la dreapta.

Să presupunem că vrem să criptăm un mesaj:

ÎN PRIMUL AN ESTE GREU DE STUDIAT DOAR PRIMII PATRU ANI DE DECANAT.

n	DAR	_	P	E	R	în	O
m		la	La	R	DIN	E	_
t	eu	și	E	L	O	_	La
h	Și	t	b	DIN	eu	_	t
O	L	b	La	O	_	P	E
R	în	s	E	_	H	E	T
s	R	E	_	G	O	d	DAR
_	d	E	La	DAR	n	DAR	T

În tabel, simbolul „_” indică un spațiu.

În urma transformărilor, se va obține o criptare

NMTCHORY_A_YAILVRD_KZHTYEEEPUEKE_KERLSO_GARSOYA_CHONWE_

PEDAO_UTETAT.

După cum puteți vedea din exemplu, criptarea și textul simplu conțin aceleași caractere, dar sunt situate în locuri diferite.

Cheia în acest caz este dimensiunea matricei, ordinea în care este scris textul simplu și este citită cifra. Desigur, cheia poate fi diferită. De exemplu, textul simplu poate fi scris rând cu rând în următoarea ordine: 48127653, iar criptograma poate fi citită coloană cu coloană în următoarea ordine: 81357642.

Vom numi ordinea de scriere în rândurile matricei cheie de scriere, iar ordinea de citire a textului cifrat în coloane - cheia de citire.

Apoi, regula de decriptare a unei criptograme obținute prin metoda permutărilor poate fi scrisă după cum urmează.

Pentru a decripta o criptogramă obținută folosind o matrice p x p, trebuie să împărțiți criptograma în grupuri de caractere conform P personaje din fiecare grupă. Scrieți grupul din stânga de sus în jos în coloana al cărei număr se potrivește cu prima cifră a tastei de citire. Scrieți al doilea grup de caractere într-o coloană al cărei număr se potrivește cu a doua cifră a tastei de citire și așa mai departe. Textul simplu este citit din matrice rând cu rând în conformitate cu cifrele cheii de înregistrare.

Luați în considerare un exemplu de decriptare a unei criptograme obținute prin metoda permutărilor. Se știe că pentru criptare au fost folosite o matrice 6x6, o cheie de scriere 352146 și o cheie de citire 425316. Textul textului cifrat este următorul:

DKAGCHIOVA_RUAAKOEBZERE_DSOHTESE_T_LU

Să împărțim cifra cifrată în grupuri de 6 caractere:

DKAGCH OVA_RU AAKOEB ZERE_D SOHTES E_T_LU

Apoi scriem primul grup de caractere în coloana 4 a matricei 6x6, deoarece prima cifră a tastei de citire este 4 (vezi Figura a). Scriem al doilea grup de 6 caractere în coloana 2 (vezi figura b), al treilea grup de caractere - în coloana 5 (vezi figura c), sărind peste două faze de umplere a matricei, vom reprezenta o matrice complet completată (vezi figura d).

Citirea textului simplu conform tastei de scriere începe la linia 3, apoi folosește linia 5 și așa mai departe. Ca rezultat al decriptării, obținem textul simplu:

CARACTERUL OMULUI ÎI CREA DETINUL

Desigur, procedura descrisă pentru decriptarea unei criptograme este efectuată automat de un computer folosind programe pre-dezvoltate.


				D
				La
				DAR
				G
				h
				b


		O		d
		LA		la
		DAR		DAR
				G
		R		h
		La		b


O	D	DAR
LA	La	DAR
DAR	DAR	La
	G	O
R	h	E
La	b	B


DIN	O		d	DAR	E
O	LA	E	la	DAR
X	DAR	R	DAR	La	T
t		E	G	O
E	R		h	E	L
DIN	La	d	b	B	La

Pentru a îmbunătăți puterea criptografică, metodele de înlocuire și permutare sunt adesea utilizate în combinație cu metoda aditivă.

©2015-2019 site
Toate drepturile aparțin autorilor lor. Acest site nu pretinde autor, dar oferă o utilizare gratuită.
Data creării paginii: 2016-04-11

Criptarea datelor criptografice

Profesor _________________ Chubarov A.V.

data semnaturii

Student UB15-11b; 431512413 _________________ Repnevskaya E.V.

data semnaturii

Krasnoyarsk 2017

Introducere. 3

1. Istoria criptografiei. 5

1.1 Apariția cifrurilor. 6

1.2 Evoluția criptografiei. 7

2. Cifre, tipuri și proprietăți ale acestora. 9

2.1 Criptare simetrică. 9

2.2 Sisteme criptografice asimetrice.. 11

Concluzie. 16

Referințe.. 17

Introducere

Oameni diferiți înseamnă lucruri diferite prin criptare. Copiii se joacă cu cifruri de jucărie și limbaje secrete. Totuși, acest lucru nu are nimic de-a face cu criptografia reală. Criptografia reală (criptografia puternică) trebuie să ofere un astfel de nivel de secret, încât să fie posibil să se protejeze în mod fiabil informațiile critice împotriva decriptării de către organizații mari - cum ar fi mafia, corporațiile multinaționale și statele mari. Criptografia adevărată a fost folosită în trecut doar în scopuri militare. Cu toate acestea, acum, odată cu ascensiunea societății informaționale, aceasta devine un instrument central pentru confidențialitate.

Odată cu formarea societății informaționale, mijloacele tehnologice de supraveghere totală a milioane de oameni devin disponibile statelor mari. Prin urmare, criptografia devine unul dintre principalele instrumente pentru a oferi confidențialitate, încredere, autorizare, plăți electronice, securitate corporativă și nenumărate alte lucruri importante.

Criptografia nu mai este o invenție militară cu care să se încurce. A sosit momentul să îndepărtăm vălul misterului din criptografie și să folosim toate posibilitățile acesteia în beneficiul societății moderne. Utilizarea pe scară largă a criptografiei este una dintre puținele modalități de a proteja o persoană de situația când se trezește dintr-o dată trăind într-o stare totalitară care îi poate controla fiecare mișcare.

Imaginați-vă că trebuie să trimiteți un mesaj unui destinatar. Nu doriți ca nimeni altul decât destinatarul să poată citi informațiile trimise. Cu toate acestea, există întotdeauna posibilitatea ca cineva să deschidă plicul sau să intercepteze e-mailul.

În terminologia criptografică, mesajul original se numește text simplu (text clar sau text clar). Schimbarea textului original pentru a ascunde conținutul acestuia de alții se numește criptare. Un mesaj criptat se numește text cifrat. Procesul prin care textul simplu este extras dintr-un text cifrat se numește decriptare. De obicei, o anumită cheie este utilizată în procesul de criptare și decriptare, iar algoritmul asigură că decriptarea se poate face doar cunoscând această cheie.

Criptografia este știința modului de a securiza un mesaj. Criptanaliza este știința cum să spargeți un mesaj criptat, adică cum să extrageți textul simplu fără a cunoaște cheia. Criptografia este realizată de criptografi, iar criptoanaliza este realizată de criptoanaliști.

Criptografia acoperă toate aspectele practice ale mesageriei secrete, inclusiv autentificarea, semnăturile digitale, banii electronici și multe altele. Criptologia este o ramură a matematicii care studiază bazele matematice ale metodelor criptografice.

Scopul acestei lucrări este de a se familiariza cu criptografie; cifrurile, tipurile și proprietățile lor.

Cunoașteți criptografia

Luați în considerare cifrurile, tipurile și proprietățile lor

Istoria criptografiei

Istoria criptografiei are aproximativ 4 mii de ani. Ca principal criteriu de periodizare a criptografiei, este posibil să se utilizeze caracteristicile tehnologice ale metodelor de criptare utilizate.

Prima perioadă (aproximativ din mileniul III î.Hr.) se caracterizează prin dominarea cifrurilor monoalfabetice (principiul principal este înlocuirea alfabetului textului sursă cu un alt alfabet prin înlocuirea literelor cu alte litere sau simboluri).

A doua perioadă (din secolul al IX-lea în Orientul Mijlociu (Al-Kindi) și din secolul al XV-lea în Europa (Leon Battista Alberti) până la începutul secolului al XX-lea) a fost marcată de introducerea cifrurilor polialfabetice.

A treia perioadă (de la începutul până la mijlocul secolului al XX-lea) se caracterizează prin introducerea dispozitivelor electromecanice în activitatea criptografilor. În același timp, a continuat utilizarea cifrurilor polialfabetice.

A patra perioadă (de la mijlocul anilor 70 ai secolului XX) este perioada de tranziție la criptografia matematică. În lucrarea lui Shannon, apar definiții matematice stricte ale cantității de informații, transferului de date, entropiei și funcțiilor de criptare. O etapă obligatorie în crearea unui cifr este studiul vulnerabilității acestuia la diferite atacuri binecunoscute - criptoanaliza liniară și diferențială. Până în 1975 însă, criptografia a rămas „clasică” sau, mai corect, criptografia cu cheie secretă.

Perioada modernă de dezvoltare a criptografiei (de la sfârșitul anilor 1970 până în prezent) se distinge prin apariția și dezvoltarea unei noi direcții - criptografia cu cheie publică. Apariția sa este marcată nu numai de noi capacități tehnice, ci și de distribuția relativ largă a criptografiei pentru utilizare de către persoane private (în epocile anterioare, utilizarea criptografiei era apanajul exclusiv al statului). Reglementarea legală a utilizării criptografiei de către persoane fizice din diferite țări variază foarte mult - de la permisiune la o interdicție completă.

Criptografia modernă formează o direcție științifică separată la intersecția dintre matematică și informatică - lucrările în acest domeniu sunt publicate în reviste științifice, se organizează periodic conferințe. Aplicarea practică a criptografiei a devenit o parte integrantă a vieții societății moderne - este utilizată în industrii precum comerțul electronic, managementul documentelor electronice (inclusiv semnăturile digitale), telecomunicații și altele.

Apariția cifrurilor

Unele dintre sistemele criptografice au ajuns la noi din cele mai vechi timpuri. Cel mai probabil s-au născut concomitent cu scrierea în mileniul IV î.Hr. Metodele de corespondență secretă au fost inventate independent în multe state antice, cum ar fi Egipt, Grecia și Japonia, dar compoziția detaliată a criptologiei în ele este acum necunoscută. Criptogramele se găsesc chiar și în antichitate, deși datorită scrierii ideografice folosite în lumea antică sub formă de pictograme stilizate, acestea erau mai degrabă primitive. Se pare că sumerienii au folosit arta criptografiei.

Arheologii au găsit o serie de tăblițe cuneiforme de lut, în care prima intrare era adesea unsă cu un strat gros de lut, pe care s-a făcut a doua intrare. Apariția unor astfel de tablete ciudate ar putea fi justificată atât prin criptare, cât și prin eliminare. Deoarece numărul de caractere ale scrierii ideografice a însumat mai mult de o mie, memorarea lor a fost o sarcină destul de dificilă - nu a fost timp pentru criptare. Cu toate acestea, codurile care apăreau în același timp cu dicționarele erau foarte cunoscute în Babilon și statul asirian, iar vechii egipteni foloseau cel puțin trei sisteme de criptare. Odată cu apariția scrierii fonetice, scrierea a devenit imediat mai simplă. În vechiul alfabet semitic din mileniul II î.Hr., existau doar aproximativ 30 de caractere. Ele desemnau consoane, precum și unele sunete vocale și silabe. Simplificarea scrisului a determinat dezvoltarea criptografiei și a criptării.

Chiar și în cărțile Bibliei, putem găsi exemple de cifruri, deși aproape nimeni nu le observă. În cartea profetului Ieremia (22:23) citim: „... și împăratul Sessacului va bea după ei”. Acest rege și un asemenea regat nu au existat - este chiar greșeala autorului? Nu, doar uneori manuscrisele evreiești sacre erau criptate cu înlocuirea obișnuită. În loc de prima literă a alfabetului, au scris-o pe ultima, în loc de a doua - penultima și așa mai departe. Acest mod vechi de criptografie se numește atbash. Citind cu el cuvântul SESSAH, avem cuvântul BABILON în limba originală, iar întregul sens al manuscrisului biblic poate fi înțeles chiar și de cei care nu cred orbește în adevărul scripturii.

Evoluția criptografiei

Dezvoltarea criptării în secolul al XX-lea a fost foarte rapidă, dar complet inegală. Privind istoria dezvoltării sale ca domeniu specific al vieții umane, putem distinge trei perioade fundamentale.

Elementar. S-a ocupat doar de cifrurile manuale. A început în cele mai vechi timpuri și s-a încheiat abia la sfârșitul anilor treizeci ai secolului al XX-lea. Criptografia în acest timp a depășit un drum lung de la arta magică a preoților preistorici la profesia de zi cu zi a angajaților agențiilor secrete.

Următoarea perioadă se remarcă prin crearea și introducerea pe scară largă în practică a dispozitivelor de criptare mecanice, apoi electromecanice și, în final, electronice, crearea de rețele întregi de comunicații criptate.

Nașterea celei de-a treia perioade în dezvoltarea criptării este de obicei considerată a fi 1976, în care matematicienii americani Diffie și Hellman au inventat un mod fundamental nou de organizare a comunicațiilor criptate care nu necesită furnizarea prealabilă a cheilor secrete abonaților - așa- numită criptare cu cheie publică. Ca urmare, au început să apară sisteme de criptare bazate pe metoda inventată încă din anii 40 de Shannon. El a sugerat proiectarea unui cifr în așa fel încât descifrarea lui să fie echivalentă cu rezolvarea unei probleme matematice complexe care necesită calcule care ar depăși capacitățile sistemelor informatice moderne. Această perioadă de dezvoltare a criptării se caracterizează prin apariția unor sisteme de comunicații criptate absolut automatizate, în care orice utilizator deține parola personală pentru verificare, o stochează, de exemplu, pe o cartelă magnetică sau în altă parte și o prezintă atunci când autorizează în sistem și totul se întâmplă automat.

Cifrele, tipurile și proprietățile lor

În criptografie, sistemele criptografice (cifrurile) sunt clasificate după cum urmează:

– criptosisteme simetrice;

- criptosisteme asimetrice.

2.1 Criptare simetrică

Criptosisteme simetrice (de asemenea, criptare simetrică, cifruri simetrice) - o metodă de criptare în care aceeași cheie criptografică este utilizată pentru criptare și decriptare. Înainte de inventarea schemei de criptare asimetrică, singura metodă care exista a fost criptarea simetrică. Cheia algoritmului trebuie ținută secretă de ambele părți. Algoritmul de criptare este ales de către părți înainte de schimbul de mesaje.

În prezent, cifrurile simetrice sunt:

Cifre bloc. Ei procesează informații în blocuri de o anumită lungime (de obicei 64, 128 de biți), aplicând o cheie blocului în ordinea prescrisă, de regulă, mai multe cicluri de amestecare și înlocuire, numite runde. Rezultatul repetării rundelor este un efect de avalanșă - o pierdere tot mai mare a corespondenței biților între blocurile de date deschise și criptate.

Cifruri în flux în care criptarea este efectuată pe fiecare bit sau octet al textului sursă (plat) folosind gamma. Un cifr de flux poate fi creat cu ușurință pe baza unui cifr de bloc (de exemplu, GOST 28147-89 în modul gamma) lansat într-un mod special.

Majoritatea cifrurilor simetrice folosesc o combinație complexă de un număr mare de substituții și permutări. Multe astfel de cifruri sunt executate în mai multe treceri (uneori până la 80), folosind o „cheie de acces” la fiecare trecere. Setul de „chei de acces” pentru toate permisele se numește „program cheie”. De regulă, este creat din cheie prin efectuarea anumitor operațiuni asupra acesteia, inclusiv permutări și substituții.

O modalitate tipică de a construi algoritmi de criptare simetrică este rețeaua Feistel. Algoritmul construiește o schemă de criptare bazată pe funcția F(D, K), unde D este o porțiune de date jumătate din dimensiunea blocului de criptare și K este „cheia de trecere” pentru această trecere. Funcția nu trebuie să fie reversibilă - funcția sa inversă poate fi necunoscută. Avantajele rețelei Feistel sunt coincidența aproape completă a decriptării cu criptarea (singura diferență este ordinea inversă a „cheilor de trecere” în program), ceea ce facilitează foarte mult implementarea hardware.

Operația de permutare amestecă biții mesajului după o anumită lege. În implementările hardware, este implementat trivial ca încurcare a conductorilor. Operațiile de permutare fac posibilă realizarea „efectului de avalanșă”. Operația de permutare este liniară - f(a) xor f(b) == f(a xor b).

Operațiile de înlocuire sunt efectuate ca înlocuirea valorii unei părți a mesajului (adesea 4, 6 sau 8 biți) cu un alt număr standard, codificat în algoritm, prin accesarea unui tablou constant. Operația de substituție introduce neliniaritatea în algoritm.

Adesea, puterea unui algoritm, în special împotriva criptoanalizei diferențiale, depinde de alegerea valorilor în tabelele de substituție (S-box). Cel puțin, se consideră nedorit să existe elemente fixe S(x) = x, precum și absența influenței unui bit din octetul de intrare asupra unui bit din rezultat - adică cazurile în care bitul rezultat este la fel pentru toate perechile de cuvinte de intrare care diferă doar în acest bit (Imaginea 1).

Figura 1 - Tipuri de chei

Astfel, sistemele criptografice simetrice sunt criptosisteme în care aceeași cheie este utilizată pentru criptare și decriptare. Un mijloc destul de eficient de a crește puterea criptării este utilizarea combinată a mai multor metode diferite de criptare. Principalul dezavantaj al criptării simetrice este că cheia secretă trebuie cunoscută atât de expeditor, cât și de destinatar.

©2015-2019 site
Toate drepturile aparțin autorilor lor. Acest site nu pretinde autor, dar oferă o utilizare gratuită.
Data creării paginii: 2017-06-11

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au învățat să protejeze informațiile transformându-le astfel încât persoanele neautorizate să nu aibă ocazia să le citească. Criptografia a apărut aproximativ atunci când oamenii au învățat doar să vorbească. Mai mult, la început, scrisul în sine a fost un sistem criptografic, deoarece putea fi deținut doar de persoane selectate care aveau acces la studiul criptografiei.

O metodă criptografică de protecție a informațiilor este o serie de metode speciale de codare, criptare sau alte transformări ale informațiilor care fac conținutul acesteia inaccesibil persoanelor care nu dețin o cheie de criptogramă. Criptografia și criptarea sunt cele mai fiabile metode de protecție, deoarece criptatorul protejează informațiile în sine și nu accesul la acestea. De exemplu, citirea unui fișier criptat va fi imposibilă chiar dacă un atacator reușește să fure media. Implementarea acestei metode de protecție se realizează folosind programe sau pachete software.

Pentru mulți laici, termenul „criptografie” înseamnă ceva misterios și misterios. Cu toate acestea, în prezent, diferite tipuri de criptare pot fi găsite literalmente peste tot - acestea sunt simple încuietori cu combinație pentru diplomați și sisteme cu mai multe niveluri pentru protejarea fișierelor secrete. Oamenii îl întâlnesc atunci când introduc un card într-un bancomat, fac transferuri de bani, cumpără bunuri prin internet, comunică prin Skype, trimit e-mailuri. Orice afacere legată de informații, într-un fel sau altul, este legată de criptografie.

Dar, în ciuda varietății de aplicații, în prezent există doar câteva metode de criptare. Toate aceste metode de criptare aparțin a două tipuri de sisteme criptografice: simetrice (cu cheie secretă) și asimetrice (cu cheie publică).

Sistemele simetrice vă permit să criptați și să decriptați informații folosind aceeași cheie. Este imposibil să decriptați sistemul criptografic cu cheia secretă dacă decriptorul nu are cheia secretă.
În sistemele criptografice cu cheie publică, utilizatorii au propriile lor chei publice și private. Toți utilizatorii au acces la cheia publică, iar informațiile sunt criptate folosind aceasta. Dar pentru decriptare, este necesară o cheie privată, care este deținută de utilizatorul final. Spre deosebire de criptogramele cu cheie secretă, într-un astfel de sistem, participanții nu sunt doi, ci trei părți. Al treilea ar putea fi un furnizor de telefonie mobilă sau, de exemplu, o bancă. Totuși, această parte nu este interesată să fure informații, întrucât este interesată de funcționarea corectă a sistemului și de obținerea de rezultate pozitive.

Tipuri de criptografie

Avantajul oricărei metode criptografice moderne este posibilitatea de a asigura o rezistență mare de protecție garantată, calculată și exprimată în formă numerică (numărul mediu de operațiuni sau timpul necesar pentru decriptarea informațiilor secrete sau selectarea cheilor). În prezent, există următoarele tipuri de criptografie:

Criptarea informațiilor.
Codificarea informațiilor.
Disecția informațiilor.
Comprimarea datelor.

Video despre criptare și criptare

Criptare

În timpul procesului de criptare, în mesajul criptat se realizează o transformare criptografică a fiecărui caracter. Dintre toate metodele de criptare cunoscute, se pot distinge următoarele cinci grupuri principale:

Înlocuire (înlocuire). La rândul lor, există substituții monofonice obișnuite cu o singură buclă simple (single-alfabetice), multi-alfabetice cu o singură buclă, multi-alfabetice cu mai multe bucle și multi-alfabetice cu o singură buclă.
Permutare. Distinge între simplu, complicat conform tabelului și complicat după traseele permutării.
Transformările analitice - se efectuează în funcție de dependențe speciale sau folosind regulile algebrei matriceale.
Jocurile de noroc - Criptarea se face cu gamma finită scurtă sau lungă sau cu gamma infinită.
Combinate - mesajele sunt criptate folosind substituție și permutare, substituție și gamma, permutare și gamma sau gamma dublă.

Codificarea mesajelor

Acest tip de transformare cripto folosește înlocuirea unor elemente de date cu anumite coduri (de exemplu, pot fi combinații de numere și/sau litere).

Disecția informațiilor

În această metodă, informațiile protejate sunt împărțite în matrice de date separate, decriptarea doar a uneia dintre acestea va face imposibilă dezvăluirea informațiilor clasificate.

Comprimarea mesajelor

Metoda de compresie prevede înlocuirea secvențelor repetate de caractere din datele protejate cu secvențe mai mici. Eficiența unei astfel de compresii depinde de numărul de secvențe identice din textul protejat.

Criptografie pentru începători

De-a lungul istoriei de secole a criptografiei și până în prezent, această artă nu a fost accesibilă tuturor. De regulă, aceste metode au fost folosite de oameni care nu au depășit granițele reședințelor șefilor puterilor, ambasadelor și agențiilor de informații. Și în urmă cu doar câteva decenii, în acest domeniu au început să apară schimbări cardinale - informația a devenit o valoare comercială independentă și s-a transformat într-o marfă larg răspândită, aproape obișnuită. Este produs, depozitat, transferat, vândut, cumpărat și, în consecință, furat și falsificat. De aceea, astăzi există un număr mare de tutoriale și programe de calculator concepute pentru utilizatorii obișnuiți care sunt interesați de criptografie. Învățarea unor tipuri simple de criptare poate fi stăpânită chiar și de un școlar.

Programul Caesar Cipher

Această metodă de criptare se mai numește și cifru cu deplasare. În versiunea software, cifrul Caesar este un cifr de substituție cu o cheie, ale cărui caractere sunt înlocuite în text cu caractere situate la un număr constant de poziții la stânga sau la dreapta acestuia în alfabet. De exemplu, un cifr cu o deplasare la dreapta cu trei poziții: litera A este înlocuită cu litera G, B - cu D etc. Trebuie avut în vedere că litera E nu este folosită în criptare și este înlocuită. prin litera E.

Program:

Criptare:

Decriptare:

Ești interesat de criptografie? Sunteți familiarizat cu el? Spune despre asta în

n	DAR	_	P	E	R	în	O
m		la	La	R	DIN	E	_
t	eu	și	E	L	O	_	La
h	Și	t	b	DIN	eu	_	t
O	L	b	La	O	_	P	E
R	în	s	E	_	H	E	T
s	R	E	_	G	O	d	DAR
_	d	E	La	DAR	n	DAR	T

n	DAR	_	P	E	R	în	O
m		la	La	R	DIN	E	_
t	eu	și	E	L	O	_	La
h	Și	t	b	DIN	eu	_	t
O	L	b	La	O	_	P	E
R	în	s	E	_	H	E	T
s	R	E	_	G	O	d	DAR
_	d	E	La	DAR	n	DAR	T

AUTOMIR

Tipuri de criptografie

Criptografie pentru începători

n	DAR	_	P	E	R	în	O
m		la	La	R	DIN	E	_
t	eu	și	E	L	O	_	La
h	Și	t	b	DIN	eu	_	t
O	L	b	La	O	_	P	E
R	în	s	E	_	H	E	T
s	R	E	_	G	O	d	DAR
_	d	E	La	DAR	n	DAR	T