Виды шифры: Криптография Шифры их виды и свойства

Типы шифров | Топ 7 различных типов шифров в деталях

Введение в типы шифров

Словом, цифровое мошенничество, чтобы предотвратить наши данные, используется много методов, чтобы защитить наши данные от хакеров или любых третьих лиц. В этой статье мы собираемся обсудить типы шифров. Перед этим давайте сначала увидим смысл. Обычный текст — это сообщение или данные, которые могут быть прочитаны отправителем, получателем или любым третьим лицом. Когда обычный текст изменяется с использованием некоторых алгоритмов или методов, результирующие данные или сообщение называются зашифрованным текстом. Короче говоря, преобразование простого текста, то есть читаемого текста в нечитаемый текст, называется зашифрованным текстом.

Типы шифров

Типы шифров даны следующим образом:

1. Цезарь Шифр

В шифре Цезаря набор символов простого текста заменяется любым другим символом, символами или числами. Это очень слабая техника сокрытия текста. В шифре Цезаря каждый алфавит в сообщении заменяется тремя знаками вниз. Давайте посмотрим на один пример. Простой текст EDUCBA. Как и шифр Цезаря, каждый алфавит заменяется на три знака вниз, поэтому E заменяет на H, D заменяет на G, U заменяет на X, C заменяет на F, B заменяет на E и A заменяет на D. Так что здесь обычный текст — EDUCBA, а зашифрованный текст — HGXFED.

Алгоритм шифрования Цезаря выглядит следующим образом:

1. Прочитайте каждый алфавит простого текста
2. Замените каждый алфавит на 3 места вниз.
3. Повторите процесс для всего алфавита в простом тексте.

Модифицированная версия шифра Цезаря: этот шифр работает так же, как и шифр Цезаря, единственное отличие состоит в том, что в шифре Цезаря каждый алфавит заменяется на три позиции вниз, где в модифицированной версии шифра Цезаря число определяется пользователем. замените алфавит, и это число будет постоянным. Например, EDUCBA и номер для замены равны 1, поэтому E заменит F, D заменит E, U заменит V, C заменит D, B заменит C, а A заменит B. здесь обычный текст — EDUCBA, а зашифрованный — FEVDCB.

Модифицированная версия алгоритма шифрования Цезаря выглядит следующим образом

• Прочитайте каждый алфавит простого текста
• Возьми номер на замену
• Замените каждый алфавит на указанное число вниз.
• Повторите процесс для всего алфавита в простом тексте.

2. Моноалфавитный шифр

Поскольку шифр Цезаря и модифицированная версия шифра Цезаря легко взломать, монофорический шифр входит в картину. В monoalphabetic каждый алфавит в простом тексте может быть заменен любым другим алфавитом кроме оригинального алфавита. То есть A может быть заменен любым другим алфавитом от B до Z. B может быть заменен с A или C на Z. C может быть заменен на A, B и D на z и т. Д. Моно-алфавитный шифр создает трудности для взлома сообщение, поскольку есть случайные замены и доступны большое количество перестановок и комбинаций.

3. Гомофонический заменитель шифра

Шифр с гомофоническим замещением аналогичен моноалфавитному шифру, единственное отличие состоит в том, что в моноалфавитном алфавите мы заменяем любой другой случайный алфавит, кроме исходного алфавита, в котором шифр с гомофоническим замещением, алфавит, заменяется фиксированным алфавитом или набором алфавита. Алфавит замещения заменяется на фиксированный. Например, замените A на x, E на B, S на A и т. Д. Или замените A на E, x или L, B на T, A, Z и т. Д.

4. Подстановочный шифр полиграма

В шифре подстанции полиграммы вместо замены каждого алфавита другим блоком алфавитов заменяется другим блоком алфавитов. Замените EDUCBA на XYQLAB. В этом случае EDUCBA заменит XYQLAB, но EDU может быть заменен другим набором блоков, предположим, что EDU заменит LOD. В этом типе шифров замена обычного текста выполняется через блок за блоком, а не символ за символом.

5. Полиабетический заменитель шифра

Полиалфабетический шифр также известен как Vigenere Cipher, который изобрел Леон Баттиста Альберти. В Polyalphabetic Substitution Cipher — это метод шифрования букв алфавита. Он использует несколько алфавитов подстановки для шифрования. Квадрат Вигенера или таблица Вигенера используются для шифрования текста. Таблица содержит 26 алфавитов, написанных в разных строках, причем каждый алфавит циклически сдвигается влево в соответствии с предыдущим алфавитом, что эквивалентно 26 возможным шифрам Цезаря. Шифр использует другой алфавит из одной строки в разных точках процесса шифрования.

Давайте рассмотрим Оригинальный текст — Educba, а ключевое слово — Apple. Для процесса шифрования, первая буква исходного текста, E в паре с A, первая буква ключа. Поэтому используйте строку E и столбец A квадрата Vigenère, то есть E. Аналогично, для второй буквы исходного текста используется вторая буква ключа, буквой в строке d и столбце p является s. Остальная часть исходного текста зашифрована таким же образом. Окончательное шифрование Educba — Esjnfa.

6. Playfair Cipher

Шифр Playfair также называется квадратом Playfair. Это криптографический метод, который используется для шифрования данных. Процесс шифрования Playfair выглядит следующим образом:

• Создание и заполнение матрицы.
• Процесс шифрования.

Давайте обсудим вышеупомянутые шаги в деталях, способах создания и заполнения матрицы. Он использует матрицу 5 * 5 для хранения ключевого слова или ключа, который используется для процесса шифрования и дешифрования.

Этот шаг работает следующим образом

1. Введите ключевое слово в матрице построчно, то есть слева направо и сверху вниз.
2. Пропустите повторяющиеся слова в ключевом слове.
3. Заполните оставшиеся пробелы остальными алфавитами (A — Z), которые не были частью ключевого слова.

Примечание: при этом объедините I и J в одной ячейке таблицы. т.е. если в ключевом слове присутствует I или J, отбросьте I и J при заполнении оставшегося места шифрования.

Процесс шифрования работает следующим образом:

• Разбейте алфавиты на группы (каждая группа должна содержать два значения). Процессы шифрования будут выполняться в этих группах.
• Если оба алфавита в группе одинаковы, добавьте x после первого алфавита.
• Если оба алфавита в группе присутствуют в одной и той же строке матрицы, замените их алфавитами, расположенными справа от них справа соответственно. Если исходная группа находится на правой стороне ряда, то происходит переход к левой стороне ряда.
• Если оба алфавита в группе присутствуют в одном и том же столбце, замените их алфавитами, указанными ниже, соответственно. Если исходная группа находится в нижней части строки, то происходит переход к верхней части строки.
• Если оба алфавита в группе не находятся в одной строке или столбце, замените их алфавитами в той же строке сразу, но в другой паре углов прямоугольника, который определен исходной группой.

7. Hill Cipher

Hill Cipher работает с несколькими алфавитами одновременно. Шифр Хилл работает следующим образом:

1. Присвойте номер каждому алфавиту в простом тексте. A = 0, B = 1… .z = 25
2. Организовать текстовое сообщение в виде матрицы чисел на основе вышеуказанного шага в числовом формате. Результирующая матрица называется матрицей простого текста.
3. Умножьте матрицу простого текста на случайно выбранный ключ. Обратите внимание, что ключевая матрица должна иметь размер n * n, где n обозначает количество строк в текстовой матрице.
4. Умножьте и матрицу, то есть шаг 2 и шаг 3.
5. Вычислите значение mod 26 вышеупомянутой матрицы, то есть результаты матрицы в шаге 4.
6. Теперь переведите числа в алфавиты, т.е. 0 = A, 1 = B и т. Д.
7. Результат шага 6 становится нашим зашифрованным текстом.

Рекомендуемые статьи

Это руководство по типам шифров. Здесь мы обсуждаем введение и различные типы шифров, которые включают в себя шифр с цезаром, моноалфавитный и гомофонический заменители и т. Д. Вы также можете посмотреть следующие статьи, чтобы узнать больше —

1. Симметричные алгоритмы
2. Что такое SFTP?
3. Расширенный стандарт шифрования
4. Криптосистемы

Читать онлайн «Шифрованный мир: азы криптографии» — автор Артём Музагафаров

В этой книге я попытался простым языком увлекательно рассказать о наиболее популярных, интересных и понятных шифрах. Ну что же, приступим! Начнём с небольшого экскурса в науку, которая занимается шифрованием, и продолжим ознакомлением с видами шифров.

Криптография

Криптография (от древнегреческих «криптос» — скрытый, тайна и «графо» — пишу) — наука о методах и инструментах обеспечения конфиденциальности и аутентичности информации

Как уже было сказано, криптография занимается вопросами конфиденциальности и аутентичности информации. Конфиденциальность, обеспечивающая невозможность прочтения информации несанкционированными пользователями, применимо к криптографии состоит в шифровании информации на основе условленного метода шифрования с секретной передачей ключей для шифровок. А аутентичность, подразумевающая целостность и подлинность авторства, а также невозможность отказа от авторства информации, применимо к криптографии состоит в применении ассиметричного шифрования, электронной подписи, хеш-функций и много другого. Однако, криптография не занимается защитой от иррационального поведения и неадектватных действий санкционированных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных. Этим вместо криптографии занимается теория и методология защиты информации, комплексая система защиты информации и сами организаторы и технологи защиты информации.

История криптографии насчитывает около четырех тысяч лет, что делает криптографию одной из старейших наук наряду с математикой, логикой, геометрией, астрономией и медициной. Более подробно о истории криптографии читайте в Википедии. Здесь же стоит лишь упомянуть, что с конца 1980-х годов активно развивается квантовая криптография, которая поставит крест на большинстве систем шифрования и изобретет собственые методы шифрования. Ничто не стоит на месте, даже такая старая наука как криптография.

Виды шифров

Разумеется за четыре тысячи лет криптография повидала не один шифр, так давайте попробуем разобраться во всем многообразии видов шифра

Популярные виды шифров

Популярными видами шифрования для изучения азов криптографии являются, по нашему мнению, Шифр простой замены, Шифр Виженера, Шифр Вернама. Работа с этими видами шифров, как в учебных целях, так и в практических, возможна в приложении Вконтакте CryptoApp, но о нём попозже поподробнее.

Симметричный и ассиметричный виды шифров

Самые первые (читай древние) виды шифров являлись симметричными шифрами. Отличительная черта симметричных шифров — это то, что ключ расшифрования и ключ зашифрования одинаковы. Функция у таких видов шифрования лишь одна — обеспечение конфиденциальности информации от несанкционированных лиц. И только недавно, в конце 20 века, были изобретен ассиметричный вид шифров. При этом один из ключей может быть разглашен и не сохраняться в тайне, в таком случае шифрование в некотором смысле получается односторонним — кто угодно может зашифровать информацию (к примеру текст), но расшифровать могут только узкий круг лиц, или наоборот расшифровать кто угодно, но зашифровать только одно лицо (используется для создания электронной подписи). Функциональность данного вида шифров чрезвычайно широка от конфиденциальности до цифровой подписи и подтверждения аутентичности информации (свойство, гарантирующее, что субъект или ресурс идентичны заявленным). Примерами ассиметричного шифрования могут служить такие шифры, сертификаты и протоколы, как RSA, SSL, HTTPS и SSH

Блочный и потоковый виды шифров

Симметричный вид шифров подразделяется на блочный и потоковый виды шифров. Отличительная особенность блочного вида шифров состоит в том, что они обрабатывают за одну итерацию сразу несколько байт (обычно по 8 или 16) открытой информации в отличие от потокового вида шифров, который обрабатывает по 1 байту (символу).

Шифры простой замены

Шифры замены меняют (что и является причиной их названия) части открытого текста на нечто другое. Шифр простой замены производят посимвольную замену, то есть однозначно заменяют каждый символ открытого текста на нечто своё, причем это нечто свое в процессе расшифрования однозначно заменяется на исходный символ. Примерами шифров простой замены могут служить такие шифры как Шифр Цезаря, Аффинный шифр, Шифр Атбаш, Шифр пляшущие человечки. Чтобы разобраться в виде шифров простой замены лучше, прочитайте соответствующую главу.

Однозвучные шифры подстановки

Однозвучные шифры подстановки полностью схожи с шифрами простой замены, за исключением того факта, что в процессе зашифрования символ открытого текста может быть заменен одним из нескольких вариантов, каждый из которых однозначно соответствует исходному. Однозвучный вид шифров подстановки, в отличие от вида шифров замены, не могут быть взломаны с помощью частотного криптоанализа, так как они маскируют частотную характеристику текста, хотя и не скрывают всех статистических свойств. Таким шифром, например, шифровал свои послания серийный убийца Зодиак, действовавший в Северной Калифорнии и Сан-Франциско (США) в конце 1960-х. Причём большинство его посланий так и остались нерасшифрованными.

Статья в американской газете с иллюстрацией шифровки Зодиака

Полиграммный шифр подстановки

Полиграммные вид шифров подстановки заменяют не по одному символу, а сразу по несколько. Так например, шифр Плейфера заменяет биграммы (две подряд идущих буквы), а Шифр Хилла по квадратному корню символов из длины ключа.

Многоалфавитный шифр подстановки

Многоалфавитный вид шифров подстановки заменяют одни и те же символы открытого текста каждый раз по разному, так как для каждой позиции открытого текста имеется ключ, определяющий на какой символ будет заменен тот или иной. Примерами многоалфавитного вида шифров могут служить такие шифры, как Шифр Виженера и Шифр Вернама.

Хорошо, понятно, так как же разгадать тот или иной шифр?

Как разгадать шифр

Наверняка, если Вы получили (или перехватили☺) непонятную абракадабру, то первым вопросом будет «Как разгадать этот шифр?». Расшифровать шифр (когда знаешь ключ шифра и вид шифра) легко, а вот дешифровать шифр (когда не знаешь ключа шифра, взломать шифр то есть) … Это непросто, но Вы с помощью этой книги и приложения CryptoApp можете получить представление о стойкости шифров, определении вида шифра и возможно даже взломать (дешифровать) шифр. Ну что ж начнём!

Для начала необходимо определить вид шифра.

Способы определения вида шифра:

а) если некоторые символы шифровки употребляются крайне часто, а другие крайне редко, (например в следующей шифровке «»(пробел) и буква «Ж» — употребляются очень часто, а буква «Ю» всего один раз:

ЦИПЛ ЖЁВКФЁ ГЖАЛЖ ЙЖЬКВЖРКНЫ ЁК МКФН ЦИПЛ ЖЁВКФЁJJJ ШГДМЫ ЕЪ ЙЖЙЪНКВИМЫ ЛКММБКШКНЫ Ж ЁКИАЖВДД ЙЖЙОВЯЛЁЪС1 ИЁНДЛДМЁЪС И ЙЖЁЯНЁЪС ЦИПЛКС1 К НКБЬД ЙЖЙОВЯЛИШЖРКНЫ БЛКФЁД ИЁНДЛДМЁЖД ЙЛИВЖЬДЁИД1 ЙЖШРЖВЯЮЧДД ШКЦИПЛЖРКНЫ1 ЛКМЦИПЛЖРЪРКНЫ И ГКЬД ГДЦИПЛЖРЪРКНЫ МЖЖАЧДЁИЯ ЛКШВИХЁЪЕИ РИГКЕИ ЦИПЛЖРКЁИЯ И ЖНЙЛКРВЯНЫ ЦИПЛЖРБИ Р МЖУИКВЫЁЖФ МДНИ РБЖЁНКБНД2 ЙЖВЁЪФ МЙИМЖБ МНКНДФ ЙЖ ЦИПЛКЕ МЕЖНЛИНД ЁИЬД2 ЛДБЖЕДЁГОДЕ ЁКХКНЫ М РИГЪ ЦИПЛЖР)

то скорее всего это шифр простой замены (включая его частные случаи Шифр Цезаря, Аффинный шифр, Шифр Атбаш и др.) или шифр перестановки (Сцитала и др.)

б) если несколько подряд идущих символов шифровки повторяются в этом шифрованном сообщении, (например в следующей шифровке последовательность символов «4ХБ» встречается три раза (попробуйте найти), то скорее всего это Шифр Виженера:

!CZ. ЩQKF8D KWRP. TЩUZABII04-КIQOAW4O!Щ FOOЩ. (?CYY8Ъ8ABFBLYЩZЛIS!:MEWCTXЩO4? В! CWKXU5ZЩP7C9IYZX3?ZUNQЁKPYPЯЩV (БH-PWH::ЩKЪJMHЗГ:?АA! CZ.4XЮЩ8Щ-U! JTAUIU? F +NCFIOUБ! EVV4OY92FHQ9!ZАQ! P5JVTFQD9LCRMIS! SGIQЁY. B9ЭBMИ. X-ZG4XБЫ2N4PSVЕ) RQВG 4XБЩKЪ88ARKWHГTZKTMVD7MYЩ?) +DДPSCАAKBEFGR Л-LEMN8EXC2VCSK.WSQXЁ5C5ZMRN 40FЗГИ3ГTZKTMEKЪ6ЭL. Ж.C БSIOALGPCЭ6X):VOVX96AJQIHZDCВ(L:ZPЩW!4UBDЭJ.KЖL).EG5,G QPKGMRK: LVP6ЩVPEQJ9L8:Z-3,K,4XБЩTЪ6G8ДKЖL).T6

в) если ни один из вышеописанных способов определения вида шифра не подошел, придется угадывать его — для облегчения участи дешифровщика выше приведена глава Виды шифров.

Итак, определив вид шифра (или предположив что определили) — читаем главу Дешифрование или главу конкретно по этому виду шифрования. А в случае если это шифр простой замены, шифр Виженера, то Вам непременно пригодится бесплатный инструмент для дешифровки этих видов шифра — приложение CryptoApp (о нём ниже). Теперь если у Вас спросят как разгадать шифр, у Вас уже будет чёткий алгоритм действий!

А теперь подробнее о разных шифрах:

Шифр Виженера

Шифр Виженера — это полиалфавитный шифр с использованием ключевого слова (кодовой фразы).

Классификация шифров — Криптография

Классификация шифров

I. По области применения различают шифры ограниченного и общего использования.

Стойкость шифров ограниченного использования основывается на сохранении в секрете алгоритма криптографического преобразования в силу его уязвимости, малого количества ключей или отсутствия таковых (секретные кодовые системы).

Стойкость шифров общего использования основывается на секретности ключа и сложности его подбора потенциальным противником.

II. По особенностям алгоритма шифрования шифры общего использования можно разделить на следующие виды.

В одноключевых системах для шифрования и дешифрования используется один и тот же ключ.

В шифрах перестановки все буквы открытого текста остаются в шифрограмме, но меняют свои позиции. В шифрах замены наоборот, позиции букв в шифрограмме остаются теми же, что и у открытого текста, но символы открытого текста заменяются символами другого алфавита.

В аддитивных шифрах буквы алфавита заменяются числами, к которым затем добавляются числа секретной случайной (псевдослучайной) числовой последовательности (гаммы), после чего берется остаток от деления по модулю (операция mod). Если исходное сообщение и гамма представляются в битовом виде, то при шифровании и расшифровании применяется логическая операция «Исключающее ИЛИ» (XOR, сложение по модулю 2).

Квантовая криптография вносит в процесс шифрования естественную неопределенность квантового мира. Процесс отправки и приёма информации выполняется посредством объектов квантовой механики (например, при помощи электронов в электрическом токе или фотонов в линиях волоконно-оптической связи). Самым ценным свойством этого вида шифрования является то, что при посылке сообщения отправляющая и принимающая сторона с достаточно большой вероятностью могут установить факт перехвата противником зашифрованного сообщения.

В двухключевых системах для шифрования и дешифрования используется два совершено разных ключа. В детерминированных шифрах при шифровании одного и того же сообщения одним и тем же ключом всегда будет получаться один и тот же шифртекст. В вероятностных шифрах в процедуре шифрования используется дополнительная случайная величина (число) — в результате при шифровании одного и того же исходного сообщения одним и тем же ключом могут получиться разные шифртексты, которые при расшифровке дадут один и тот же результат (исходное сообщение).

Комбинированные (составные) методы предполагают использование для шифрования сообщения сразу нескольких методов (например, сначала замена символов, а затем их перестановка).

III. По количеству символов сообщения (или его кодовой замены), шифруемых или расшифровываемых по однотипной процедуре преобразования различают:

— потоковые шифры – процедура преобразование применяется к отдельному символу сообщения;

— блочные шифры – процедура преобразование применяется к набору (блоку) символов сообщения.

Отличить потоковый шифр от блочного можно по следующему признаку — если в результате разбиения исходного сообщения на отдельные элементарные символы и применения к ним однотипной процедуры преобразования получаемая шифрограмма эквивалентна той, которая получается при применении преобразования «как будто ко всему исходному сообщению», то шифр потоковый, иначе блочный.

IV. По стойкости шифры делятся на три группы:

— совершенные (абсолютно стойкие, теоретически стойкие) – шифры, заведомо неподдающиеся вскрытию (при правильном использовании). Дешифрование секретного сообщения приводит к нескольким осмысленным равновероятным открытым сообщениям;

— практически (вычислительно, достаточно) стойкие – шифры, вскрытие которых за приемлемое время невозможно на современном или перспективном уровне вычислительной техники. Практическая стойкость таких систем базируется на теории сложности и оценивается исключительно на какой-то определенный момент времени с двух позиций:

— вычислительная сложность полного перебора;

— известные на данный момент слабости (уязвимости) и их влияние на вычислительную сложность;

— нестойкие шифры.

Шифры и математика          | Обучонок

В процессе работы над индивидуальным исследовательским проектом по математике на тему «Шифры и математика» автором была поставлена цель, изучить применение основ математики в криптологии и криптографии. В своем проекте учащийся школы выясняет, что такое шифр, какие виды шифра существуют и какое они имеют отношение к математике.

Подробнее о работе:

В ученической исследовательской работе по математике «Шифры и математика» автором были рассмотрены вариации шифров, в том числе и шифр перестановки, а также проведена практическая работа по применению одного из видов шифрования на примере шифра Цезаря и продемонстрирован пример дешифровки шифра Цезаря. Также в проекте дано определение книжного шифра и проведена дешифровка на примере книжного шифра.

Учебная исследовательская работа по математике на тему «Шифры и математика» будет интересна учащимся 10 и 11 класса, представляет собой изучение истории криптографии, знакомит с разными видами шифров, рассматривает способы шифрования, применяющие математику, и приводит примеры на шифровку и дешифровку текста.

Оглавление

Введение
1. Виды шифров.
1.2 Шифры замены.
1.3 Шифры перестановки.
2. Применение одного из видов шифрования на примере шифра Цезаря.
3. Пример дешифровки шифра Цезаря.
4. Дешифровка на примере книжного шифра.
Заключение
Список использованной литературы

Введение

В данной работе описываются виды шифров, методы их применения на практике, а также история криптографии и криптологии. Вместе с тем, приведены примеры на шифровку текста всеми видами представленных шифров. Возможность и умение использовать знания о математике и ее роли в шифровании в частности, поможет людям начать меньше беспокоиться за сохранность важных данных. Кроме того, применение подобных знаний помогает в развитии логического мышления и приобретения навыков исследовательской деятельности.

Цель проекта: изучить применение основ математики в криптологии и криптографии.

Задачи проекта:

1. изучить историю криптографии;
2. познакомиться с разными видами шифров;
3. рассмотреть способы шифрования, применяющие математику;
4. рассмотреть примеры на шифровку и дешифровку текста;
5. создать продукт.

Вопросы проекта:

1. Выяснить, что включают в себя понятия «криптология» и «криптография»
2. Какие математические понятия используются при шифровании информации?
3. Какие исторические личности и события связаны с шифрами?

Актуальность: Данная проблема актуальна в наше время, так как криптография и стеганография востребованы повсеместно из-за потребности в сокрытии важных данных и информации от третьих лиц.

Продукт проекта: Буклет, в котором дана краткая информация о шифрах и их применении на практике.

Виды шифров

Еще в древние времена, люди начали задумываться над тем, как донести сообщение до определенного человека, исключив из этого процесса посторонних. Именно тогда начали зарождаться науки «криптография» и «криптология».

Криптология — учение об искусстве секретности и наука о методах шифрования и расшифровывания и их проектировании.

В свою очередь, Криптография — практический способ применения методов шифрования.

А Шифр – какая-либо система преобразования текста с секретом для обеспечения секретности передаваемой информации.

В современном обществе шифры применяются для тайной переписки дипломатических представителей со своими правительствами, в вооруженных силах для передачи текста секретных документов по техническим средствам связи, банками для обеспечения безопасности транзакций, а также некоторыми интернет-сервисами.

Помимо того, как зашифровать сообщение, необходимо найти способ его расшифровать. Методы чтения шифров и зашифрованных текстов изучает наука «криптоанализ».

Несмотря на то, что методы криптографии и криптоанализа до недавнего времени были не очень тесно связаны с математикой, математики всегда участвовали в расшифровке важных сообщений. И зачастую именно они добивались заметных успехов, ведь математики в своей работе постоянно имеют дело с разнообразными сложными задачами, а каждый шифр — это серьезная логическая задача. Постепенно роль математических методов в криптографии стала возрастать, и за последнее столетие они существенно изменили эту древнюю науку.

Шифры замены

Наиболее простейшими из криптографических шифров являются шифры замены или подстановки, когда одни символы сообщения заменяются другими символами, согласно некоторому правилу.

Рассмотрим наиболее древний и популярный шифр замены — шифр Цезаря, его называют в честь Юлия Цезаря, который использовал его, чтобы защищать военные сообщения. Суть его состояла в том, что буква алфавита заменялась другой с помощью сдвига по алфавиту на одно и то же число позиций. Например, при шифровке слова ТАЙНОПИСЬ, используя сдвиг на три буквы по алфавиту. Получим «ХГМРСТЛФЯ».

Гай Юлий Цезарь (100 или 102 до н. э. – 44 до н. э.) – древнеримский государственный и политический деятель, диктатор, полководец, писатель. Хотя Цезарь был первым зафиксированным человеком, использующим эту схему, другие шифры подстановки, как известно, использовались и ранее. Его племянник, Август, также использовал этот шифр, но со сдвигом вправо на один, и он не повторялся к началу алфавита.

Обратите внимание на строки 4 и 7. В них содержится слово до шифровки и его шифр. Легко дать математическое описание шифра замены. Пусть A= {a1, a2, a3, …, a35} – множество букв алфавита и знаков препинания,

B= {b1, b2, b3, …, b35} – множество знаков шифра. Пусть также f: A → B – взаимно-однозначное отображение A в B. Это значит, что каждой букве ax алфавита A сопоставляется однозначно определенная буква bx алфавита B, которую мы обозначаем символом f(ax), причем разным буквам сопоставляются разные буквы. Тогда шифр замены действует так: открытый текст a1 a2…ax преобразуется в шифрованный текст f(x1) f(x2) …f(xx). Для русского языка можно обойтись 35 знаками; 31 буква (е, ё, и ь, ъ не различаются), пробел, точка, запятая, тире. Если число знаков, используемых при шифровании, тоже равно 35, то каждый такой шифр задается взаимно-однозначным отображением одного множества из 35 элементов на другое такое же множество.

Число таких отображений равно 1×2×3×…×35 = 35!

Это число примерно равно 1040. Иметь дело с произвольными отображениями f не слишком удобно: запомнить такое отображение трудно, а хранить при себе таблицу отображения – «ключ» шифра – нежелательно. Лучше иметь какое-нибудь простое правило, позволяющее по x найти f (x). А такие правила дают методы математики.

Шифры перестановки

При составлении таких шифров весь текст разбивается на группы, состоящие из одинакового числа букв, и внутри каждой группы буквы некоторым образом переставляются. Число различных преобразований шифра перестановки, предназначенного для шифрования сообщения, состоящего из x символов меньше либо равно x! (в это число входит и вариант преобразования, оставляющий все символы на своих местах). Число возможных перестановок очень велико, отсюда большое разнообразие перестановочных криптограмм.

Типичным и древнейшим примером шифра перестановки является шифр «Сциталь». Этот шифр известен со времен войны Спарты и Персии против Афин. Спартанский полководец Лисандр подозревал персов в возможной измене, но не знал их тайных планов. Его агент в стане персов прислал шифрованное сообщение, которое позволило Лисандру опередить персов и разгромить их.

Шифрованное сообщение было написано на поясе официального гонца от персов следующим образом: агент намотал пояс на сциталь (деревянный цилиндр определенного диаметра) и написал на поясе сообщение вдоль сциталя; потом он размотал пояс, и получилось, что поперек пояса в беспорядке написаны буквы. Гонец не догадывался, что узор на его красивом поясе на самом деле содержит зашифрованную информацию.

Лисандр взял сциталь такого же диаметра, аккуратно намотал на него пояс и вдоль сциталя прочитал сообщение от своего агента. Например, если роль сциталя выполняет карандаш с шестью гранями, то открытый текст «КРИПТОГРАФИЯ» может быть преобразован в шифртекст «РПОРФЯКИТГАИ». Шифртекст может быть и другим, так как он зависит не только от диаметра карандаша. Для реализации такого шифра использовалась специальное шифрующее устройство.

По описанию Плутарха (род. до 50 — ум. после 120 гг. н. э.), оно состояло из двух палок одинаковой длины и толщины. Одну оставляли себе, а другую отдавали отъезжающему. Эти палки называли сциталами. Когда правителям нужно было сообщить какую-нибудь важную тайну, они вырезали длинную и узкую, вроде ремня, полоску папируса, наматывали ее на свою сциталу, не оставляя на ней никакого промежутка, так чтобы вся поверхность палки была охвачена полосой. Затем, оставляя папирус на скитале в том виде, как он есть, писали на нем все, что нужно, а написав, снимали полосу и без палки отправляли адресату.

Так как буквы на ней разбросаны в беспорядке, то прочитать написанное он мог, только взяв свою скиталу и намотав на нее без пропусков эту полосу. Аристотелю (384 до н. э. – 322 до н. э.) принадлежит способ дешифрования этого шифра. Надо изготовить длинный конус и, начиная с основания, обертывать его лентой с шифрованным сообщением, сдвигая ее к вершине. В какой-то момент начнут просматриваться куски сообщения.

Шифр «Сцитала», реализует не более n перестановок (n – длина сообщения). Имеются еще и чисто физические ограничения, накладываемые реализацией шифра «Сцитала». Естественно предположить, что диаметр жезла не должен превосходить 10 сантиметров. При высоте строки в 9, 1 сантиметр на одном витке такого жезла уместится не более 32 букв (10π < 32). Таким образом, число перестановок, реализуемых «Сциталой», вряд ли превосходит 32.

Шифр маршрутной перестановки

Широкое распространение получили шифры перестановки, использующие некоторую геометрическую фигуру. Преобразования из этого шифра состоят в том, что в фигуру исходный текст вписывается по ходу одного «маршрута», а затем по ходу другого выписывается с нее. Такой шифр называют маршрутной перестановкой.

Например, можно вписывать исходное сообщение в прямоугольную таблицу, выбрав такой маршрут: по горизонтали, начиная с левого верхнего угла, поочередно слева направо и справа налево. Выписывать же сообщение будем по другому маршруту: по вертикали, начиная с верхнего левого угла и двигаясь поочередно сверху вниз и снизу-вверх. Зашифруем, например, указанным способом фразу:

«ПРИМЕР МАРШРУТНОЙ ПЕРЕСТАНОВКИ» используя прямоугольник размера 4х7:

Зашифрованная фраза выглядит так: «ПНОИКЙТРИУПВОЕРМЕШРНАЕРРМАСТ»

Теоретически маршруты могут быть значительно более изощренными, однако запутанность маршрутов усложняет использование таких шифров. В пункте 2 рассмотрим описание трех разновидностей шифров перестановки.

Шифр «Решетка Кардано»

Для использования шифра, называемого поворотной решеткой, изготавливается трафарет из прямоугольного листа клетчатой бумаги размера 2m х 2k клеток. В трафарете вырезано m*k клеток так, что при наложении его на чистый лист бумаги того же размера четырьмя возможными способами его вырезы полностью покрывают всю площадь листа. Буквы сообщения последовательно вписываются в вырезы трафарета (по строкам, в каждой строке слева направо) при каждом из четырех его возможных положений в заранее установленном порядке. Поясним процесс шифрования на примере. Пусть в качестве ключа используется решетка 6 х 10, приведенная на рис. 1. Зашифруем с ее помощью текст:

«ШИФР РЕШЕТКА ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТНЫМ СЛУЧАЕМ ШИФРА МАРШРУТНОЙ ПЕРЕСТАНОВКИ»

Наложив решетку на лист бумаги, вписываем первые 15 (по числу вырезов) букв сообщения: ШИФРРЕШЕТКАЯВЛЯ… Сняв решетку, мы увидим текст, представленный на рис. 2. Поворачиваем решетку на 180°. В окошечках появятся новые, еще не заполненные клетки. Вписываем в них следующие 15 букв. Получится запись, приведенная на рис. 3. Затем переворачиваем решетку на другую сторону и зашифровываем остаток текста аналогичным образом (рис. 4, 5).

Получатель сообщения, имеющий точно такую же решетку, без труда прочтет исходный текст, наложив решетку на шифртекст по порядку четырьмя способами. Можно доказать, что число возможных трафаретов, то есть количество ключей шифра «решетка», составляет Т = 4mk. Этот шифр предназначен для сообщений длины n = 4mk. Число всех перестановок в тексте такой длины составит (4mk)!, что во много раз больше числа Т. Однако, уже при размере трафарета 8×8 число возможных решеток превосходит 4 миллиарда ((4×8×8)! =256!)

Далее возникает вопрос: «Как запомнить уже составленную, изготовленную решетку? На случай экстренной ситуации» Есть несколько путей решения вопроса.

Например, можно запомнить таблицу, в которой отмечены числа (табл.) в каждой строке (рис. 6).

Есть и другой способ. Записать окошки в двоичной системе и в каждое окошко подставить 1.

Чтобы не запоминать большие числа в двоичной системе счисления, можно перевести их в десятичную. Здесь пригодяться математические знания.

Например:

01010010 = 10100102 = 1×26 + 0×25 + 1×24 + 0×23 + 0×22 + 1×21 + 0×20 =

= 6410 + 1610 + 210 = 8210

Чтобы восстановить зашифрованные данные необходимо перевести эти числа из десятичной системы в двоичную. Этот перевод можно осуществить с помощью деления на 2 пока частное не станет равно 0. А потом записывают остатки, начиная с последнего.

Книжный шифр

Книжный шифр, является еще одним примером шифра перестановки. До конца не известно, кто изобрел данный шифр, однако наиболее ранним примером является шифр Энея, который использовался еще в четвертом столетии до нашей эры, и описал его в сочинении «Об обороне укрепленных мест». Эней предложил прокалывать малозаметные дырки в книге или в другом документе над буквами секретного сообщения. Интересно отметить, что в первой мировой войне германские шпионы использовали аналогичный шифр, заменив дырки на точки, наносимые симпатическими чернилами на буквы газетного текста.

Книжный шифр в современном варианте имеет несколько другой вид. Суть этого шифра состоит в каждая буква в сообщении определяется тремя цифрами: первая — порядковый номер страницы, вторая – порядковый номер строки сверху или снизу в зависимости от того, как договорятся стороны, а третья – порядковый номер буквы в строке. Предположим, что ключом к шифру будет отрывок из первой главы Откровения Иоанна Богослова. (Чаще всего для шифра использовали именно Библию).

«Откровение Иисуса Христа, которое дал Ему Бог, чтобы показать рабам Своим, чему надлежит быть вскоре. И Он показал, послав оное через Ангела Своего рабу Своему Иоанну, который свидетельствовал слово Божие и свидетельство Иисуса Христа и что он видел. Блажен читающий и слушающие слова пророчества сего и соблюдающие написанное в нем; ибо время близко.

Иоанн семи церквам, находящимся в Асии: благодать вам и мир от Того, Который есть и был и грядет, и от семи духов, находящихся перед престолом Его, и от Иисуса Христа, Который есть свидетель верный, первенец из мертвых и владыка царей земных. Ему, возлюбившему нас и омывшему нас от грехов наших Кровию Своею и соделавшему нас царями и священниками Богу и Отцу Своему, слава и держава во веки веков, аминь. Се, грядет с облаками, и узрит Его всякое око и те, которые пронзили Его; и возрыдают пред Ним все племена земные.

Ей, аминь. Я есмь Альфа и Омега, начало и конец, говорит Господь, Который есть и был и грядет, Вседержитель. Я, Иоанн, брат ваш и соучастник в скорби и в царствии, и в терпении Иисуса Христа, был на острове, называемом Патмос, за слово Божие и за свидетельство Иисуса Христа.»

И зашифруем слово: «Криптография». Первая буква слова – «К», мы её обозначаем 1/3. (Числитель – порядковый номер строки, знаменатель – номер буквы.). Рекомендуется вносить побольше разнообразия, заимствуя букву из разных мест ключа, чтобы затруднить расшифрование написанного для посторонних.

Таким образом, один из вариантов шифртекста для слова «Криптография» выглядит так — «1/3, 2/1, 3/32, 5/40, 8/2, 9/11, 9/16, 10/3, 11/14, 15/39, 16/18, 17/13».

Применение одного из видов шифрования на примере шифра Цезаря

Зашифруем пословицу: «Что посеешь, то и пожнешь» с помощь шифра Цезаря со сдвигом на 5. Так, первая буква – «Ч», перейдет в «Ь», «Т» перейдет в «Ч» и так далее.

Таким образом, исходный алфавит будет выглядеть как «АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ»,

А шифрованный как «ЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ».

Так, оригинальный текст «Что посеешь, то и пожнешь».

Перейдет в «Ьчу фуцййэб, чу н фултйэб». Он получается путем замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита.

Пример дешифровки шифра Цезаря

Допустим, дана задача расшифровать латинскую пословицу. При этом, известно, что был произведен сдвиг на 5.

Зашифрованная пословица выглядит так:

XN ANX UFHJR, UFWF GJQQZR

Зашифрованный алфавит: «FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDE»

Исходный алфавит: «ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ»

Если заменить каждую букву зашифрованного текста на соответствующую ему букву алфавита со сдвигом -5, то получим:

SI VIS PACEM, PARA BELLUM

Что значит: «Хочешь мира, готовься к войне».

Дешифровка на примере книжного шифра

Предположим, известно зашифрованное сообщение «4/4, 7/3, 7/19, 4/9, 2/4, 1/14, 3/8, 1/11». А также известно, что зашифровано оно было с помощью произведения А. С. Пушкина «Цыганы».

Так, в четвертой строке, четвертым по счету символом является буква «Г», в седьмой строке, третьим символом является буква «И», и так далее.

В ответе получаем слово «Гимназия».

Заключение

Во время написания данного проекта, я взялся за детальное рассмотрение связи математики, криптографии и шифров в частности. Поскольку в современных реалиях, люди встречаются с шифрами гораздо чаще, чем думают и лишь единицы интересуются, тем, как они появились, какую роль сыграли в мировой истории и как, в принципе, они работают.

Несколько примеров их применения в сферах жизни общества:

Выполняя данную работу, я ставил цель изучить применение основ математики в криптографии. Внимательно изучая данную тему, я осознал, что основы математики используются практически в любом шифре, а также, что криптография и стеганография будут востребованы повсеместно, так как потребность в сокрытии важных данных и информации становится только более актуальной и необходимой. А знание основ сможет помочь людям уберечь важную информацию и обезопасить себя.

Список использованной литературы

1. Виленкин Н.Я Математика и шифры. — Квант, № 8, 1997.
2. Аршинов М.Н., Садовский Л.Е. Коды и математика. — М.: Наука, 1983.
3. Гонина Е.Е. Шифры, коды, тайны. — Живая математика, № 1, 2008.
4. Дориченко С.А., Ященко В.В. 25 этюдов о шифрах: Популярно о современной криптографии — М.: Теис, 1994.
5. Ященко В.В., ред. Введение в криптографию. — М: МЦНМО, 2000.
6. К. Шеннон. Работы по теории информации и кибернетике. — М., ИЛ, 1963.
7. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. — М.: «АВF», 1996 -335с.
8. А.Н. Лебедев. Криптография с «открытым ключом» и возможности ее практического применения. «Защита информации», выпуск 2, 1992.
9. Фелкон Тэвис, Джуди Хиндлей, Рут Томисон, Хизер Эмери. Краткий курс юного шпиона Авт. лит. обработки Анна Данковцева. — М.: Педагогика, 1985.
10. Г. Фролов. Тайны тайнописи. — М., 1992.
11. М. Гарднер. От мозаик Пенроуза к надежным шифрам. — М.; Мир, 1993.
12. М. Масленников. Практическая криптография. Санкт-Петербург: БХВ — Петербург, 2003.
13. Виноградов И. М. Основы теории чисел. М.: Наука. 1972.
14. Серов Е., Волгин В. Тайны военной разведки (1918 -1945). // Армия. — М., 1994 — № 7 — с. 52 -55.
15. Виленкин Н.Я., Депман И.Я. За страницами учебника математики — М.: Просвещение, 1986.
16. Зельманзон М., Хлобыстова Л. Самосовмещение квадрата и тайнопись — «Квант», № 12, 1980.
17. Гатчин Ю.А., Коробейников А.Г. Основы криптографических алгоритмов. Учебное пособие. — СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2002.
18. Коробейников А. Г. Математические основы криптографии. Учебное пособие. — СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2002.

Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Симметричные шифры

Cимметричные шифры

Оглавления

Требования

Общая схема

Виды симметричных шифров

Параметры алгоритмов

Cимметричные шифр — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифрования применяется один и тот же криптографический ключ.

До изобретения схемы асимметричного шифрования единственным существовавшим способом являлось симметричное шифрование.

Ключ алгоритма должен сохраняться в секрете обеими сторонами. Ключ алгоритма выбирается сторонами до начала обмена сообщениями.

Требования

Полная утрата всех статистических закономерностей исходного сообщения является важным требованием к симметричному шифру.

Для достижения такого шифр должен иметь «эффект лавины» — сильное изменение шифроблока при 1битном изменении входных

данных (в идеале должны меняться значения 1/2 бит шифроблока).

Также важным требованием является отсутствие линейности (то есть условия f(a) xor f(b) == f(a xor b)), в противном случае

облегчается применение дифференциального криптоанализа к шифру.

Общая схема

В настоящее время симметричные шифры — это:

Виды шифров»

Шифрование данных пользователя помогает ему обезопасить свои данные от посторонних лиц и других неавторизированных пользователей. Однако авторизированные пользователи имеют полный доступ к зашифрованным данным. Отсюда следует, что шифрование данных служит для сохранения конфиденциальности.

Важнейшее в процессе шифрования — создание ключа, который потом позволит вам просматривать зашифрованные данные.

В основном, пользователи зашифровывают такие данные, как музыка, различные документы. Также зашифровывать можно данные с различных аккаунтов: почты или социальных сетей.

Надежность шифрования данных называют криптостойкостью (расшифровывается, как криптоническая стойкость). Чем выше криптостойкость шифрования, тем меньше вероятность того, что стороннее лицо получит доступ к зашифрованной информации, так как способность противостояния криптоанализу (взлома ключа или пароля, защищающего данные) выше.

Основателем теории, направленной на изучение стойкости алгоритма шифрования, является Клод Шеннон. Именно он предложил использовать термин &quot;криптоническая стойкость&quot;. В последствие, для большего удобства, этот термин был сокращен.

По своей криптоустойчивости все шифры делятся на достаточно стойкие и о абсолютно стойкие. Достаточно стойкие системы шифрования, в свою очередь, можно разделить на несколько подкатегорий.

Любую систему шифрования, кроме абсолютно криптостойкой, можно взломать. Для этого необходимо перебирать все возможные комбинации, пока не найдется тот ключ, который поможет расшифровать данные.

Перебор — первый вариант получения ключа.

Можно перебирать комбинации вручную, а можно приобрести специальное оборудование. Это оборудование помогает быстрее справиться с задачей, однако из-за его стоимости многие злоумышленники предпочитают ручной перебор, не смотря на количество потраченного времени.

Второй вариант — анализ перехваченных сообщений. Любой злоумышленник, обладающий специальным оборудованием, которое, кстати, намного дешевле оборудования для перебора, может без особых усилий перехватить сигнал, который и содержит необходимый ключ. Некоторые такие сигналы можно перехватить с помощью обычной спутниковой антенны. Также в сети можно найти специальные программы — снифферы, которые помогают перехватывать информацию. Некоторые из этих программ являются бесплатными и доступны большинству пользователей сети Интернет. Любите играть в казино Покер дом онлайн, тогда быстрее переходите на сайт.

Что такое симметричное шифрование | Энциклопедия «Касперского»

Симметричное шифрование — это способ шифрования данных, при котором один и тот же ключ используется и для кодирования, и для восстановления информации. До 1970-х годов, когда появились первые асимметричные шифры, оно было единственным криптографическим методом.

Принцип работы симметричных алгоритмов

В целом симметричным считается любой шифр, использующий один и тот же секретный ключ для шифрования и расшифровки.

Например, если алгоритм предполагает замену букв числами, то и у отправителя сообщения, и у его получателя должна быть одна и та же таблица соответствия букв и чисел: первый с ее помощью шифрует сообщения, а второй — расшифровывает.

Однако такие простейшие шифры легко взломать — например, зная частотность разных букв в языке, можно соотносить самые часто встречающиеся буквы с самыми многочисленными числами или символами в коде, пока не удастся получить осмысленные слова. С использованием компьютерных технологий такая задача стала занимать настолько мало времени, что использование подобных алгоритмов утратило всякий смысл.

Поэтому современные симметричные алгоритмы считаются надежными, если отвечают следующим требованиям:

• Выходные данные не должны содержать статистических паттернов исходных данных (как в примере выше: наиболее частотные символы осмысленного текста не должны соответствовать наиболее частотным символам шифра).
• Шифр должен быть нелинейным (то есть в шифрованных данных не должно быть закономерностей, которые можно отследить, имея на руках несколько открытых текстов и шифров к ним).

Большинство актуальных симметричных шифров для достижения результатов, соответствующих этим требованиям, используют комбинацию операций подстановки (замена фрагментов исходного сообщения, например букв, на другие данные, например цифры, по определенному правилу или с помощью таблицы соответствий) и перестановки (перемешивание частей исходного сообщения по определенному правилу), поочередно повторяя их. Один круг шифрования, состоящий из этих операций, называется раундом.

Виды алгоритмов симметричного шифрования

В зависимости от принципа работы алгоритмы симметричного шифрования делятся на два типа:

• блочные;
• потоковые.

Блочные алгоритмы шифруют данные блоками фиксированной длины (64, 128 или другое количество бит в зависимости от алгоритма). Если все сообщение или его финальная часть меньше размера блока, система дополняет его предусмотренными алгоритмом символами, которые так и называются дополнением.

К актуальным блочным алгоритмам относятся:

• AES
• ГОСТ 28147-89
• RC5
• Blowfish
• Twofish

Потоковое шифрование данных предполагает обработку каждого бита информации с использованием гаммирования, то есть изменения этого бита с помощью соответствующего ему бита псевдослучайной секретной последовательности чисел, которая формируется на основе ключа и имеет ту же длину, что и шифруемое сообщение. Как правило, биты исходных данных сравниваются с битами секретной последовательности с помощью логической операции XOR (исключающее ИЛИ, на выходе дающее 0, если значения битов совпадают, и 1, если они различаются).

Потоковое шифрование в настоящее время используют следующие алгоритмы:

Достоинства и недостатки симметричного шифрования

Симметричные алгоритмы требуют меньше ресурсов и демонстрируют большую скорость шифрования, чем асимметричные алгоритмы. Большинство симметричных шифров предположительно устойчиво к атакам с помощью квантовых компьютеров, которые в теории представляют угрозу для асимметричных алгоритмов.

Слабое место симметричного шифрования — обмен ключом. Поскольку для работы алгоритма ключ должен быть и у отправителя, и у получателя сообщения, его необходимо передать; однако при передаче по незащищенным каналам его могут перехватить и использовать посторонние. На практике во многих системах эта проблема решается шифрованием ключа с помощью асимметричного алгоритма.

Область применения симметричного шифрования

Симметричное шифрование используется для обмена данными во многих современных сервисах, часто в сочетании с асимметричным шифрованием. Например, мессенджеры защищают с помощью таких шифров переписку (при этом ключ для симметричного шифрования обычно доставляется в асимметрично зашифрованном виде), а сервисы для видеосвязи — потоки аудио и видео. В защищенном транспортном протоколе TLS симметричное шифрование используется для обеспечения конфиденциальности передаваемых данных.

Симметричные алгоритмы не могут применяться для формирования цифровых подписей и сертификатов, потому что секретный ключ при использовании этого метода должен быть известен всем, кто работает с шифром, что противоречит самой идее электронной подписи (возможности проверки ее подлинности без обращения к владельцу).

Практическая криптография

Классические алгоритмы — это алгоритмы, изобретенные до компьютера примерно до 1950-х годов. Список ниже примерно упорядочен по сложности, наименее сложный вверху.

Классические шифры — это криптографические алгоритмы, которые использовались в прошлом (до Второй мировой войны). Некоторые из них когда-либо использовались только любителями (например, Bifid), в то время как некоторые из них использовались армиями для защиты своих коммуникаций на высшем уровне (например, ADFGVX).

Ни один из этих алгоритмов не является очень безопасным с точки зрения защиты информации (с сегодняшними компьютерами, чтобы взломать их), поэтому, если требуется реальная безопасность данных, вам, вероятно, следует обратить внимание на современные алгоритмы.

Что такое шифр | Типы шифров

Введение в шифр

Всякий раз, когда мы касаемся Криптографии , мы сталкиваемся с такими терминами, как Cipher , Cypher , Caesar Cipher , Ciphertext209 , Ciphertext209 Cipher System и Cipher Code .Это наиболее распространенные термины, используемые в криптографии. Т.к. в криптографии работает разная логика и функции. Как-то есть небольшая разница между этими терминами в криптографии.

Итак, сегодня в этой статье мы рассмотрим , что такое шифр , Типы шифров и Работающий со всеми вышеупомянутыми криптографическими терминами . Мы не будем усложнять эту статью, но объясним каждую концепцию от точки к точке простыми словами.

Что такое шифр

Шифр ​​ используется для шифрования данных с использованием алгоритма шифрования с помощью ключа шифрования . Где данные известны как Plaintext , а зашифрованные данные известны как Ciphertext . Cipher также называется Cypher . Cypher произносится как SAI-FHUR . Мы можем читать открытый текст и не можем читать зашифрованный текст, потому что это зашифрованный код.

Исторический шифр Цезарь Шифр ​​, который использовался в военных действиях. Cipher System также известна как Cryptosystem .

Коды и шифры используются для выполнения той же задачи. Но концептуальное различие между кодами и шифрами состоит в том, что коды дают строку вывода разной длины символа, в то время как шифры дают ту же длину символов, что и ввод.

Типы шифров и работа

Как показано выше на рисунке, первый отправитель отправляет открытый текст на сервер шифрования.Этот сервер шифрования использует алгоритм шифрования и ключ шифрования для шифрования открытого текста. После шифрования этот сервер шифрования предоставляет зашифрованный вывод зашифрованного текста.

Теперь имейте в виду, что этот перехватчик может видеть зашифрованный текст и алгоритм дешифрования. Но не может быть ключа дешифрования, чтобы увидеть открытый текст, который мы отправляем в нем.

Для процесса дешифрования этот зашифрованный текст поступает на сервер дешифрования, где алгоритм дешифрования применяется к зашифрованному тексту с помощью ключа дешифрования.Этот сервер дешифрования предоставляет получателю незашифрованный текст в виде дешифрованного вывода.

Существует два типа шифров, упомянутых ниже:

(1) Блочный шифр

(2) Потоковый шифр

(1) Блочный шифр

Как показано на рисунке выше, каждый блок зашифрован отдельно. На сервер шифрования один за другим поступают три блока. Этот сервер шифрования применяет алгоритм шифрования с ключом шифрования для каждого блока индивидуально и обеспечивает зашифрованный вывод.

Этот зашифрованный вывод называется зашифрованным текстом, который упоминается как блок зашифрованного текста 1, блок зашифрованного текста 2 и блок зашифрованного текста 3. Если размеры этих блоков являются фиксированными.

Другими словами,

Функция блочного шифра заключается в шифровании данных в блоках или порциях, где размер каждого блока фиксирован. Алгоритм AES используется, где размер блока фиксирован и составляет 128 бит, а для алгоритма DES размер блока составляет 56 бит.

AES Algorithm = Advanced Encryption Standard

DES Algorithm = Data Encryption Standard

(2) Stream Cipher

Функции Stream Cipher основаны на побитовом явлении.Сначала берется 1 бит открытого текста и выполняется процесс шифрования, затем создается 1 бит зашифрованного текста. После этого процесс для следующего бита завершен.

Другими словами,

Мы можем понять это так, что Stream Cipher использует размер блока 1 бит вместо 64 или 128 бит, как в Block Cipher .

Заключение о том, что такое шифр

Шифр ​​- это математическая функция или алгоритм, применяемый к данным или открытому тексту с ключом для преобразования его в зашифрованный текст для безопасной отправки по назначению.Этот алгоритм может использоваться для шифрования и дешифрования также с ключом шифрования или дешифрования.

Эти алгоритмы могут быть симметричным алгоритмом или асимметричным алгоритмом . Где Encryption Key и Decryption Key одинаковы в случае симметричного алгоритма. В то время как ключ шифрования и ключ дешифрования различаются в случае асимметричного алгоритма.

Узнайте больше о том, что такое шифрование

ссылка: Дэвид Кан

Связанные

Традиционные симметричные шифры — GeeksforGeeks

Двумя типами традиционных симметричных шифров 6666 и Transposition Ciphers являются .Следующие блок-схемы классифицируют традиционные шифры:

1. Шифр ​​замещения:
Шифры замещения далее делятся на одноалфавитный шифр и полиалфавитный шифр .

Во-первых, давайте изучим моно-алфавитный шифр.

1. Моноалфавитный шифр —
   В моноалфавитных шифрах каждый символ в открытом тексте (например, «o» в «следовать») отображается в один символ зашифрованного текста. Независимо от того, сколько раз символ встречается в простом тексте, он будет соответствовать одному и тому же символу зашифрованного текста.Например, если обычный текст — «follow», а отображение:
   

   , зашифрованный текст — «gpmmpx».

   Типы одноалфавитных шифров:

   (a). Аддитивный шифр (шифр сдвига / шифр Цезаря) —
   Простейшим моноалфавитным шифром является аддитивный шифр. Его также называют Shift Cipher или Caesar Cipher. Как следует из названия, операция «сложение модуля 2» выполняется с открытым текстом для получения зашифрованного текста.

   C = (M + k) mod n
   M = (C — k) mod n

   где,
   C -> cipher-text
   M -> message / plain-text
   k -> key

   Ключ место 26.Таким образом, это не очень безопасно. Его можно сломать перебором.
   Для получения дополнительной информации и реализации см. Caesar Cipher

   (b). Мультипликативный шифр —
   Мультипликативный шифр похож на аддитивный шифр, за исключением того факта, что ключевой бит умножается на текстовый символ во время шифрования. Точно так же зашифрованный текст умножается на мультипликативный обратный ключ для дешифрования, чтобы получить обратно открытый текст.

   C = (M * k) mod n
   M = (C * k ^-1 ) mod n

   где,
   k ^-1 -> мультипликативная обратная k (ключ)

   Ключевое пространство мультипликативного шифра 12.Таким образом, это тоже не очень безопасно.

   (в). Аффинный шифр —
   Аффинный шифр представляет собой комбинацию аддитивного шифра и мультипликативного шифра. Размер ключевого пространства составляет 26 * 12 (ключевое пространство аддитивного * ключевое пространство мультипликативного), то есть 312. Оно относительно безопасно, чем два вышеупомянутых, поскольку ключевое пространство больше.
   Здесь используются два ключа k ₁ и k ₂ .

   C = [(M * k ₁ ) + k ₂ ] mod n
   M = [(C — k ₂ ) * k ₁ ^-1 ] mod n

   Для получения дополнительной информации и реализацию, см. Аффинный шифр

   Теперь давайте изучим полиалфавитный шифр.

2. Полиалфавитный шифр —
   В полиалфавитных шифрах каждый символ в простом тексте отображается на другой символ зашифрованного текста независимо от его появления. Каждое различное вхождение символа имеет разное отображение на зашифрованный текст. Например, в тексте «follow» отображение выглядит следующим образом:

   f -> q
   o -> w
   l -> e
   l -> r
   o -> t
   w -> y

   Таким образом, зашифрованный текст — qwerty.

   Типы полиалфавитных шифров:

2.Шифр транспозиции:
Шифр ​​транспозиции не занимается заменой одного символа другим. Он фокусируется на изменении положения символа в простом тексте. Символ в первой позиции в простом тексте может находиться в пятой позиции в зашифрованном тексте.

Два шифра транспозиции:

1. Шифр ​​транспозиции столбца —
   Для получения информации и реализации см. Шифр ​​транспонирования столбца
2. Шифр ​​транспонирования Rail-Fence —
   Для получения информации и реализации см.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас.Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с курсом CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к работе в отрасли.

шифр | Определение, типы и факты

шифр , любой метод преобразования сообщения, чтобы скрыть его смысл. Этот термин также используется как синоним зашифрованного текста или криптограммы в отношении зашифрованной формы сообщения. Далее следует краткое описание шифров. Для полного лечения, см. криптология.

Все шифры включают либо транспонирование, либо замену, либо комбинацию этих двух математических операций, т. Е. Шифров произведения. В системах транспозиционных шифров элементы открытого текста (например, буква, слово или строка символов) переупорядочиваются без какого-либо изменения идентичности элементов. В системах замещения такие элементы заменяются другими объектами или группами объектов без изменения их последовательности. В системах, использующих товарные шифры, транспонирование и замена выполняются каскадно; например, в системе этого типа, называемой системой фракционирования, сначала выполняется замена символов в открытом тексте на несколько символов в зашифрованном тексте, которые затем подвергаются суперперешифрованию с помощью транспонирования.Все операции или шаги, связанные с преобразованием сообщения, выполняются в соответствии с правилом, определяемым секретным ключом, известным только отправителю сообщения и предполагаемому получателю.

Британская викторина

Коды, секреты и шифры: Викторина

Какой самый известный криптоалгоритм схемы с открытым ключом? Кто были изобретателями первого транспозиционного шифра? Проверьте свои знания.Пройдите викторину.

Шифровальные устройства или машины обычно использовались для шифрования и дешифрования сообщений. Первое шифровальное устройство, по-видимому, использовалось древними греками около 400 г. до н. Э. Для секретной связи между военачальниками. Это устройство, называемое скитейлом, состояло из сужающейся дубинки, вокруг которой по спирали был обернут кусок пергамента с надписью. Если развернуть пергамент, на нем был непонятный набор букв, но когда его обернули вокруг другой жезл той же пропорции, исходный текст появился снова.Другие простые устройства, известные как шифровальные диски, использовались европейскими правительствами для дипломатической связи к концу 1400-х годов. Эти устройства состояли из двух вращающихся концентрических окружностей, каждая из которых имела последовательность из 26 букв. Один диск использовался для выбора букв открытого текста, а другой — для соответствующего компонента шифра.

В 1891 году французский криптолог Этьен Базери изобрел более сложное шифровальное устройство, основанное на принципах, сформулированных Томасом Джефферсоном из Соединенных Штатов почти столетием ранее.Так называемый цилиндрический криптограф Bazeries состоял из 20 пронумерованных вращающихся дисков, на каждом из которых был выгравирован свой алфавит. Диски располагались в согласованном порядке на центральном валу и вращались так, чтобы первые 20 букв открытого текста сообщения появлялись подряд; затем зашифрованный текст был сформирован путем произвольного удаления любой другой строки. Остальные буквы сообщения обрабатывались таким же образом, по 20 писем за раз.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Успехи в области радиосвязи и электромеханических технологий в 1920-х годах привели к революции в криптоустройствах — разработке роторной шифровальной машины. В одном из распространенных типов роторных систем в качестве факторов использовались товарные шифры с простыми одноалфавитными шифрами замещения. Роторы в этой машине состояли из дисков с электрическими контактами на каждой стороне, которые были зашиты для реализации произвольного набора однозначных соединений (моноалфавитная замена) между контактами на противоположных сторонах ротора.

Роторная шифровальная машина широко использовалась как союзниками, так и державами оси во время Второй мировой войны, наиболее заметным из которых была немецкая машина Enigma. Применение электронных компонентов в последующие годы привело к значительному увеличению скорости работы, но без серьезных изменений в базовой конструкции. С начала 1970-х годов криптологи адаптировали основные разработки в области микросхем и компьютерных технологий для создания новых, очень сложных форм криптоустройств и криптосистем, примером которых является генератор Фибоначчи и реализация стандарта шифрования данных (DES) с использованием микропроцессоров.

Типы шифров в криптографии

Шифрование: Это процесс, посредством которого отправитель преобразует исходные данные в измененную форму, которая кажется бессмысленной, а затем отправляет их по сети. Отправитель использует алгоритм шифрования, а ключ заключается в преобразовании исходного сообщения, называемого обычным текстом, в зашифрованную форму, которая называется Cipher text .

Расшифровка: Это процесс, обратный шифрованию, посредством которого получатель преобразует зашифрованные данные обратно в их исходную форму.Получатель использует алгоритм дешифрования, а ключ заключается в передаче зашифрованного текста обратно в обычный текст.
Алгоритмы шифрования и дешифрования широко известны как шифры. Шифры обычно открыты, но ключи хранятся в секрете.

В криптографии в основном используются два типа шифров:
1. Традиционный шифр
2. Блочный шифр

Традиционный шифр — Это самый ранний и самый простой тип шифра, в котором единичный символ рассматривается как единица данных, подлежащих шифрованию.Бывает двух типов:

и. Подстановочный шифр — В подстановочном шифре каждый символ заменяется другим символом. Он снова бывает двух типов:
a. Моноалфавитный шифр замены — В этом шифре символ в простом тексте всегда заменяется фиксированным символом в зашифрованном тексте независимо от положения символа в простом тексте.
г. Полиалфавитный шифр замены — В этом шифре символ в простом тексте заменяется другим символом в шифротексте в зависимости от положения исходного символа в простом тексте.В этом случае связь между символом обычного текста и символом зашифрованного текста — один ко многим.

ii. Транспозиционный шифр — В транспозиционном шифре символы сохраняют свою текстовую форму, но меняют свое положение для создания зашифрованного текста. Текст организован в виде двухмерной таблицы, а для обмена столбцами используется ключ.

Блочный шифр — В отличие от традиционного шифра, блок битов рассматривается как единица для шифрования / дешифрования в блочном шифре.Этот простой текст и зашифрованный текст считаются составными частями обращений. Бывает трех видов:

и. P-Box — P-Box обозначает поле перестановки. Он выполняет транспонирование на битовом уровне. Он перемещает блоки битов в открытый текст для формирования зашифрованного текста. Общее количество единиц и нулей одинаково как в простом тексте, так и в зашифрованном тексте.
ii. S-Box — S-Box обозначает ящик для замены. Он выполняет подстановку на битовом уровне. Он заменяет одну десятичную цифру на другую.S-Box содержит декодер, P-Box и кодировщик. Декодер преобразует n-битовый вход в 2 ⁿ -битный выход. Затем P-Box переставляет выходные данные декодера, формируя 2 ⁿ -битных выходных данных. После этого кодер снова преобразует 2 ⁿ -битный входной n-битный выход. Но этот n-битный вывод отличается от исходного n-битного ввода.
iii. Блок продукта — P-Box и S-Box можно объединить вместе, чтобы сформировать более сложный блок, известный как блок продукта.

Cipher Identifier (онлайн-инструмент) | Boxentriq

Застряли с шифром или криптограммой? Этот инструмент поможет вам определить тип шифра, а также даст вам
информация о возможных полезных инструментах для ее решения.

Этот инструмент использует технологию искусственного интеллекта / машинного обучения для распознавания более 25 распространенных типов и кодировок шифров, включая:
Caesar Cipher, Vigenère Cipher (включая вариант autokey), Beaufort Cipher (включая вариант autokey), Playfair Cipher,
Двухквадратный / двойной шифр Playfair, столбчатый шифр транспонирования, двунаправленный шифр, четырехквадратный шифр, шифр Атбаш и многое другое!

Вы должны ввести сообщение.

Удалить пробелы
Только буквы
Задний ход
ВЕРХНИЙ
ниже
5 групп
Отменить

Анализировать текст
Копировать
Вставить
Параметры текста …

Примечание. Для получения точных результатов ваш зашифрованный текст должен содержать не менее 25 символов.

Результаты анализа

Вероятно, ваш зашифрованный текст имеет следующий тип:

Примечание. Длина вашего зашифрованного текста не превышает 25 символов. Результаты менее надежны.

Для дальнейшего анализа текста и статистики щелкните здесь.

Цезарь Шифр ​​

Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, является одним из старейших и самых известных шифров в истории.Будучи обманчиво простым, он исторически использовался для получения важных секретов и до сих пор популярен среди головоломок.
В шифре Цезаря каждая буква сдвигается на фиксированное количество шагов в алфавите.

Моноалфавитный шифр замены

Моноалфавитный шифр замены — один из самых популярных шифров среди создателей головоломок. Каждая буква заменяется другой буквой в алфавите.Если он содержит границы слов (пробелы и знаки препинания), он называется аристократом. Более сложный вариант, без границ слов, называется Патристократ.

Атбаш Шифр ​​

Atbash Cipher — это действительно простой шифр подстановки, который иногда называют зеркальным кодом. Считается, что это первый использованный шифр.
Чтобы использовать Atbash, вы просто меняете алфавит, так что A становится Z, B становится Y и так далее.

Шифр ​​Виженера

Шифр Виженера был изобретен в середине 16 века и с тех пор пользуется популярностью в сообществе криптографии и взломщика кодов. Несмотря на то, что он был назван шифром Виженера в честь Блеза де Виженера, на самом деле он был разработан Джован Баттиста Беллазо.
Шифр Виженера является усовершенствованием шифра Цезаря, в котором используется последовательность сдвигов вместо применения одного и того же сдвига к каждой букве.

Вариант шифра Виженера, в котором для описания последовательности сдвигов используются числа вместо букв, называется шифром Гронсфельда.
Шифры Гронсфельда также могут быть решены с помощью инструмента Виженера.

Vigenère Autokey Cipher

Автоключевой шифр Виженера — более безопасный вариант обычного шифра Виженера.Он шифрует первые буквы так же, как и обычный шифр Виженера,
но после того, как все буквы в ключе были использованы, последовательность не повторяется. Вместо этого он начинает использовать буквы из открытого текста в качестве ключа.

Шифр ​​Бофорта

Шифр Бофорта назван в честь сэра Фрэнсиса Бофорта. Он похож на шифр Виженера, но использует другую «tabula recta». Письмо в виде открытого текста
вычитаются из ключевой буквы, а не прибавляются.Шифр Бофорта является взаимным (алгоритмы шифрования и дешифрования одинаковы).

Шифр ​​Autokey по Бофорту

Этот шифр похож на шифр Виженера с автоключом, хотя он вычитает буквы, а не добавляет их. Шифр автоключа Бофорта не
взаимный.

Шифр ​​Playfair

Шифр Playfair был изобретен в 1854 году Чарльзом Уитстоном, но назван в честь лорда Playfair, который активно продвигал использование шифра.Это шифр полиграфической замены, который шифрует пару букв вместо отдельных букв.

Шифр ​​транспонирования столбцов

В шифре с транспонированием по столбцам сообщение записывается в сетку из строк одинаковой длины, а затем считывается столбец за столбцом. Столбцы выбираются в скремблированном порядке, определяемом ключом шифрования.

Шифр ​​Railfence

Шифр ограждения представляет собой простую форму транспозиционного шифра, в котором текст написан зигзагообразно.Затем он зачитывается строка за строкой сверху.

Неизвестный шифр транспозиции

Существует множество различных вариантов транспозиционного шифра, в которых текст написан по определенному шаблону. Многие можно решить вручную
бумагой и ручкой. Одним из наиболее сложных вариантов является шифр двойной транспозиции, который эквивалентен применению двух столбчатых
транспозиционные шифры.

Бифид-шифр

Шифр Bifid был изобретен французским криптографом-любителем Феликсом Деластелем около 1901 года и считается важным
изобретение в криптологии.Он использует комбинацию квадрата Полибия и транспонирование дробных букв для шифрования
Сообщения.

Двухквадратный горизонтальный шифр

Шифр с двумя квадратами также называется «двойной Playfair». Он сильнее обычного шифра Playfair, но все же проще
использовать, чем четырехквадратный шифр. В зависимости от ориентации квадратов, горизонтальной или вертикальной, шифр ведет себя немного по-разному.

Двухквадратный вертикальный шифр

Шифр с двумя квадратами также называется «двойной Playfair». Он сильнее обычного шифра Playfair, но все же проще
использовать, чем четырехквадратный шифр. В зависимости от ориентации квадратов, горизонтальной или вертикальной, шифр ведет себя немного по-разному.

Четырехквадратный шифр

Шифр с четырьмя квадратами был изобретен французским криптографом-любителем Феликсом Деластелем.Это шифр орграфа, где каждый
пара букв в зашифрованном тексте зависит от пары букв в открытом тексте. Он использует четыре квадрата 5×5 для перевода
каждый орграф.

Base64

Base64 — еще один фаворит среди создателей головоломок. В основном его можно использовать для кодирования чего угодно в печатные символы ASCII. Не редко будет
содержимое требует дальнейшего декодирования.

Base64 легко распознать.Он состоит из букв (примерно 50% прописных и 50% строчных), а также цифр и часто
равные символы (=) в конце.

Код Морзе

Код Морзе — это высоконадежный метод связи, который можно передавать разными способами даже в сложных и шумных условиях. Тот
делает его особенно полезным для головоломок, где иногда не совсем очевидно, что код является азбукой Морзе.

Код Морзе можно распознать по типичной схеме: небольшие группы коротких и длинных сигналов. Эти сигналы могут быть реальными тонами или
другие средства, такие как линии, цвета, буквы или символы.

Шестнадцатеричные коды

Шестнадцатеричные коды могут представлять ASCII, UTF-8 или более сложные схемы кодирования. Они также могут представлять выходные данные хеш-функций.
или современные криптоалгоритмы, такие как RSA, AES и т. д.

В шестнадцатеричных кодах используются только цифры 0–9 и буквы A – F.

Двоичные коды

Двоичные коды могут представлять ASCII, UTF-8 или более сложные схемы кодирования. Они также могут представлять выходные данные хеш-функций.
или современные криптоалгоритмы, такие как RSA, AES и т. д.

В двоичных кодах используются только цифры 0–1.

Восьмеричные коды

Восьмеричные коды могут представлять A1Z26, ASCII или более сложные схемы кодирования.Они также могут представлять выходные данные хеш-функций.
или современные криптоалгоритмы, такие как RSA, AES и т. д., даже если они обычно представлены в шестнадцатеричном или двоичном формате.

В восьмеричных кодах используются только цифры 0-7.

Десятичные коды

Десятичные коды могут представлять A1Z26, ASCII или более сложные схемы кодирования. Они также могут представлять выходные данные хеш-функций.
или современные криптоалгоритмы, такие как RSA, AES и т. д., даже если они обычно представлены в шестнадцатеричном или двоичном формате.

В десятичных кодах используются только цифры 0–9.

Шифр ​​ADFGX и ADFGVX

Шифр ADFGVX использовался немецкой армией во время Первой мировой войны. Он был изобретен лейтенантом Фрицем Небелем и является дробным.
шифр транспозиции, который сочетает в себе квадрат Полибия с столбчатым транспонированием. Название происходит от шести возможных букв:
A, D, F, G, V и X. Это было усовершенствование более раннего шифра ADFGX.

Обычный текст

Секретные сообщения могут быть скрыты в открытом тексте или в чем-то похожем на открытый текст с использованием методов стеганографии. Некоторые из
наиболее распространенными методами стеганиграфии являются так называемый нулевой шифр и шифр Бекона. Другие возможности заключаются в том, что текст
загадка или с помощью анаграмм.

Другие шифры

Чтобы узнать больше о вашем шифре, рекомендуются следующие инструменты:

Неизвестный формат

• Если ваш шифр состоит из строк и точек, это может быть Pigpen Cipher.
• Если в вашем шифре есть руны, вы можете перевести их здесь.
• Если ваш шифр содержит жестко записанные символы людей в различных положениях, это может быть шифр танцующих мужчин.
• Если ваш шифр имеет комбинации цветов, это может быть шестнадцатеричный код.

Что такое шифр? Руководство для начинающих: 4 важных шага

Intro воздуховод

Что такое шифр? Шифр — это метод, при котором сообщение преобразуется, чтобы скрыть его реальный смысл.Этот термин находит применение в криптограммах и зашифрованном тексте.

1. Определение шифра
2. Как работает шифр?
3. Использование шифра в кибербезопасности
4. Типы шифров в криптографии

1.

Определение шифра

Вот как мы определяем шифр. Шифр — это алгоритм, который широко используется в криптологии, которая представляет собой дисциплину, которая касается изучения криптографических алгоритмов.Шифр используется для шифрования и дешифрования данных. Секретный или симметричный ключ шифрования будет зависеть от использования шифра, который работает симметрично. При использовании симметричного алгоритма один и тот же ключ шифрования и шифр применяются к данным одинаковым образом. Целью может быть преобразование простого текста в зашифрованный текст или наоборот. Шифр обрабатывает исходные данные и данные открытого текста, чтобы преобразовать их в зашифрованный текст, который выглядит как некоторые случайные данные.

Ранее шифр использовал два вида преобразований.Это были шифры транспозиции, которые сохраняют исходные биты данных в байтах, но смешивают их порядок. Другой — шифр подстановки, который заменяет конкретную последовательность данных другой конкретной последовательностью данных. Выходные данные, полученные любым из двух методов, — это зашифрованный текст.

Современные методы шифрования используют частную связь в различных сетевых протоколах, таких как TLS или безопасность транспортного уровня, которая позволяет шифровать сетевой трафик.Существует множество видов коммуникационных технологий, таких как цифровые телевизоры, телефоны и банкоматы, которые используют шифр для обеспечения конфиденциальности и безопасности. Это должно решить ваш вопрос о том, что такое шифр.

2.

Как работает шифр

Работа с шифром довольно интересна. Он использует фиксированный набор правил или алгоритмов для преобразования открытого текста или разборчивого сообщения в зашифрованный текст, который представляет собой не что иное, как строку случайных символов. Шифры могут быть разработаны для шифрования или дешифрования битов в потоковые шифры.Или они могут преобразовать зашифрованный текст в однородные блоки с определенным количеством битов, которые называются блочными шифрами.

Модемный метод реализации шифрования основан на алгоритме шифрования и секретном ключе, который используется алгоритмом для изменения данных по мере их шифрования. Кроме того, шифры, в которых используются длинные ключи, измеряемые в битах, более безопасны от любых атак методом грубой силы. Это связано с тем, что, когда длина ключа больше, возникает необходимость в большем количестве попыток грубой силы для раскрытия открытого текста.Сила шифра не всегда может зависеть от длины ключа, однако современные шифры настроены на использование ключей длиной 128 бит, 1024 бит или более.

Основная часть алгоритма шифрования — это ключ. В реальном мире шифрования скрывается ключ, а не алгоритм. Сильные шифры спроектированы таким образом, что даже если один проследит алгоритм, невозможно понять зашифрованный текст, не зная, каков соответствующий ключ. Также, чтобы шифр мог работать, как отправитель, так и получатель должны иметь набор ключей.

3.

Использование шифра в кибербезопасности

Симметричные шифры используются в любом виде защищенных сетевых соединений, которые включаются в различные типы сетевых протоколов, используемых при шифровании обменов. Как, например, Secure Sockets Layer или SSL и TLS используют шифры для шифрования уровней данных приложения, особенно когда они используются с HTTPS.

Виртуальные частные сети или VPN — это то, что соединяет удаленных сотрудников или удаленные филиалы с корпоративными сетями.При этом используются протоколы и симметричные шифры, которые используются для защиты передачи данных. Симметричные шифры защищают конфиденциальность данных в большинстве сетей Wi-Fi, на сайтах электронной коммерции и в банковских услугах.

Некоторые протоколы, такие как OpenPGP и Secure Sheet или SSH, используют асимметричную криптографию для аутентификации и шифрования конечных точек. Это также позволяет безопасный обмен симметричными ключами для шифрования сеанса данных. Криптография с открытым ключом более безопасна, чем симметричное шифрование, но в вычислительном отношении она более обширна.Вот почему из соображений производительности протоколы больше всего полагаются на шифры для шифрования данных сеанса.

4.

Типы шифров в криптографии

Современные шифры могут противостоять атакам, даже если шифру известно, для чего он используется. Исторически шифры были менее защищены от этих атак, потому что они были зашифрованы вручную и, таким образом, могли быть легко взломаны с использованием мощности компьютеров.

Вот некоторые из типов шифров:

• Шифр ​​Цезаря — это простая замена шифра, в которой каждый элемент сдвигается на определенное количество разрядов в алфавите.
• Атбаш шифр — это разновидность шифра подстановки, в котором алфавит открытого текста отображается на себя, однако в обратном порядке.
• В простом шифре подстановки каждый символ открытого текста заменяется другим символом, который составляет 26-символьный ключ.
• Шифр ​​Виженера — это тип полиалфавитной замены, в котором для замены используются несколько алфавитов.
• Шифр ​​гомофонной замены — это шифр замещения, при котором многие буквы зашифрованного текста заменяют единственную букву открытого текста.

Это были некоторые из примеров шифров.

Заключение

Шифры характеризуются блочными шифрами, которые шифруют блоки данных с одинаковым размером и потоковыми шифрами, которые применяются к потоку данных, который отправляется и принимается по сети. Криптографические шифры используются для преобразования зашифрованного текста в открытый текст и обратно.

В симметричной криптографии один и тот же ключ используется для шифрования и дешифрования данных, в то время как в случае асимметричной криптографии или криптографии с открытым ключом для шифрования и дешифрования данных используются частные и открытые ключи.

Таким образом,

Cipher — это способ зашифровать сообщение. Он преобразует сообщение с использованием алгоритма шифрования для преобразования данных, представляющих слова и буквы в сообщении. Шифры могут быть реализованы быстро, а алгоритм, который используется в шифре, автоматизирован и легко программируется.

Итак, вы решили сделать карьеру в сфере кибербезопасности? Посетите наш мастер-сертификат в области кибербезопасности (Red Team) для получения дополнительной помощи. Это первая программа по наступательным технологиям в Индии, которая позволяет учащимся практиковаться в смоделированной экосистеме в реальном времени, что даст вам преимущество в этом конкурентном мире.

Также читают

.