Šifrovanie a dešifrovanie informácií · Šifrovanie a dešifrovanie informácií mgr. jozef...

Šifrovanie a dešifrovanie informácií

Mgr. Jozef Škarba, 2020

1

1. Šifrovanie informácií

Niekedy potrebujeme zabezpečiť, aby prenášanej informácii nerozumel nik iba jej

adresát. Šifry sa používajú všade tam, kde potrebujeme utajiť obsah komunikácie.

Sú veľmi dôležité najmä v dnešnej dobe kvôli prenosu súkromných informácií

pomocou počítačov a Internetu (napr. rodné číslo, adresa bydliska, číslo účtu v

banke a pod.)

Šifrovanie - je mechanizmus zabezpečenia a ochrany súkromia, ktorý robí určitú

komunikáciu (texty, obrázky, videá a pod.) nezrozumiteľnou pre tých, ktorí nemajú

prístup k „prekladovým“ kódom správy.

Šiframi a šifrovaním sa zaoberá veda, ktorá sa nazýva kryptológia. Je to veľmi

stará veda. Prvá zmienka o šifrovaní pochádza z Egypta približne 4000 rokov

dozadu. Šifrovanie sa využívalo aj v Sparte v 5. storočí p.n.l. Tam využívali Scytale:

Bola to drevená palička, na ktorú sa navinul pásik papiera a naň sa napísala správa.

Na rozvinutom pásiku papiera sa správa prečítať nedala. Osoba, ktorej bola takto

zašifrovaná správa určená, musela mať paličku rovnakého priemeru, len na nej ju

mohla prečítať. Počas stáročí bolo vymyslených mnoho šifier i šifrovacích strojov.

Adresát, ktorý dostane zašifrovanú správu, musí mať šifrovací kľúč, aby mohol

takúto správu prečítať. Vtedy hovoríme o dešifrovaní.

Existuje niekoľko možností, ako zašifrovať správu tak, aby sme "narušiteľovi" čo

najviac sťažili úlohu dešifrovania.

a) Morseova abeceda

Morseova abeceda (Morzeovka) je skupina symbolov, ktorá sa používa v telegrafii.

Kóduje znaky latinskej abecedy, číslice a špeciálne znaky do kombinácie krátkych

a dlhých signálov. Tie je možné prenášať na diaľku jednoduchším spôsobom, ako

všetky znaky abecedy. K prenosu morzeovky je možné použiť zvukový signál



2

(píšťalka), elektrický signál (telegraf), optický signál (signalizácia vlajkami, záznam

na papier pomocou bodiek a čiarok).

Pomôcka pre lúštenie Morseovej abecedy



3

Postup pri práci s tabuľkou:

1. Napr. chceme dešifrovať kód . – – .

2. Prvú máme bodku, bodky sú biele, takže spadá pod pole E

3. Teraz vyberáme z polí, ktoré sú pod E. Ďalší znak je čiarka, čiarky sú tmavé,

takže vyberieme A. Ideme ďalej.

4. Ďalší znak je zase čiarka, a vyberáme medzi R a W. Pretože čiarky sú tmavé,

vyberieme tmavé W. Ale u neho nekončíme.

5. Máme tu posledný znak a tým je bodka. Bodky sú biele, takže vyberieme

písmeno P. A máme to, kód .– -. naozaj odpovedá písmenu P.

Morzeovka online - preklad do a z morzeovky

b) Braillovo písmo

Braillovo písmo je špeciálny druh písma, resp. systému písania, určeného pre

nevidiacich a slabozrakých. Funguje na princípe plastických bodov vyrazených do

papiera, ktoré čitateľ vníma hmatom.

http://morzeovka.czweb.org/preklad.htm



4

Napríklad slovo "zrak" vyzerá v Braillovom písme takto:

c) Semafor

Semaforová abeceda je systém na prenos informácií na diaľku pomocou

vizuálnych signálov s ručne držanými zástavkami, tyčami, diskami, lopatkami alebo

príležitostne holými rukami. Informácie sú zakódované pozíciou zástaviek; číta sa,

keď je zástavka v pevnej pozícii. Semafory boli prijaté a široko používané v

námornom svete v 19. storočí.

Semaforová abeceda je rýchlejšia než signalizácia morzeovkou lebo každý znak je

kódovaný len jednou polohou rúk. Proti Morseovej abecede je však prijímanie

semaforovej abecedy náročnejšie, pretože znaky prijímame zrkadlovo – je

náročnejšie ich dekódovať (preložiť).

K vysielaniu semaforovej abecedy sa používajú dve dvojfarebné zástavky. K

vysielaniu na pevnine sa používa kombinácia červenej a bielej, k vysielaniu na mori

kombinácia červenej a žltej. Vysielajúci drží v každej ruke jednu zástavku, pričom



5

polohy obidvoch rúk znamenajú vždy jeden znak abecedy. Pre každú ruku je polôh

7 a celkom je možné vytvoriť 28 kombinácií. 26 z nich tvoria písmena medzinárodnej

abecedy. Čísla, ktoré sa nevošli, sa prekrývajú zo začiatkom písmen a vo vysielaní

sa začínajú znakmi "začiatok čísel" a "koniec čísel" (niekde sa uvádza "začiatok

písmen"). Koniec slova sa vysiela opísaním veľkého kruhu jednou rukou.

Príklad:

ZELENINA

SEMAFOR

Semafor - počítačový program na precvičovanie a prijímanie semaforovej abecedy.

d) Piktogramy

Piktogram je grafický znak, znázorňujúci informáciu obrazom, ktorého podoba

a čítanie nie sú pevne stanovené a neviažu sa na určitý (ľudský) jazyk (napr.

http://www.michalhanzlik.cz/soubory/semafor/semafor.rar



6

dopravné značky, grafy, diagramy), v užšom zmysle len medzinárodná

obrázková značka nahrádzajúca text informácie či zákazu a pod.



7



8



9

rotácia 0°

e) Fleissnerova otočná šifra

Základom šifrovania je štvorcová tabuľka a rovnako veľká mriežka (kľúč)

s vyrezanými otvormi.

Počas prvej svetovej vojny bol tento šifrovací systém používaný aj v praxi

nemeckou armádou, a použil to aj Jules Verne v knihe "Nový gróf Monte

Christo".

Šifrovanie prebieha tak, že sa priloží mriežka na tabuľku, v ktorej je klasicky

napísaný OT a po jednom sa vypisujú znaky z voľných otvorov do ŠT. Po ich

vypísaní sa mriežka otočí o 90° v dohodnutom smere. Ak bude ďalej v texte

spomenutá rotácia, tak bude myslená vždy v smere hodinových ručičiek. Takéto

otočenie vieme spraviť 3x. Po štvrtom otočení by sme dostali už pôvodnú

mriežku. Každá mriežka má 4 polohy. Otvory nie sú robené ľubovoľne, ale tak,

aby sa po vypísaní zo všetkých štyroch polôh mriežky použilo každé jej políčko

práve raz. Zvolíme si prvé políčko a vyčiarkneme zvyšné tri, ktoré sú na

pozíciach prvého políčka pri jeho rotácií.

Následne pokračujeme výberom ešte neoznačeného políčka. Tento postup

opakujem až po vyplnenie kompletnej mriežky. Šifrovanie môže vyzerať

napríklad takto:

Z A S I

F R O V

A N E T

E X T Y

Z A S I

F R O V

A N E T

E X T Y

OT: ZASIFROVANETEXTY (16 znakov)

Šifrovací kľúč (mriežka)

OT – otvorený text

ŠT – šifrovaný text

rotácia 90°



10

rotácia 180° rotácia 270°

Z A S I

F R O V

A N E T

E X T Y

Z A S I

F R O V

A N E T

E X T Y

Dostávame ŠT: RTET ZOAX AIFE SVNY

Dešifrovanie funguje veľmi podobne s malými zmenami a vymeneným poradím.

Najprv vpisujeme ŠT do okienok a následne čítame OT po riadkoch z tabuľky. Ak

pri šifrovaní nemá OT toľko znakov ako nejaká mriežka políčok, zvyknú sa doplniť

znakmi X. Čo však nie je ideálne z hľadiska bezpečnosti.

f) Caesarova šifra

Caesarovu šifru vymyslel v období dobývania sveta Gaius Julius Caesar

(100-44 p.n.l.) a spočíva v posúvaní znakov o zadanú hodnotu. Napr. pre text

„Ahoj“ a hodnotu 3 sa všetky znaky posunú o 3 miesta a výsledkom bude

„Dkrm“. V prípade, že sa pri presúvaní prejde za koniec abecedy, začína sa

zasa od jej začiatku (napr. Z by sa zakódovalo ako C).

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

OT A h o j

ŠT D k r m

Dešifrovanie spočíva v opačnom posúvaní.



11

OT G A I U S J U L I U S C A E S A R

ŠT J D L X V M X O L X V F D H V D U

g) Šifrovací disk

Aplikáciu Cézarovej šifry predstavuje šifrovací disk, ktorý pozostáva z dvoch

kotúčov s abecedou. Po otočení o zadaný počet miest jeden kotúč (napr.

vnútorný) predstavuje znaky abecedy, druhý ich zašifrovanú podobu.

Pôvodne slúžil na šifrovanie pomocou Caesarovej šifry. Nasledujúci obrázok

predstavuje posunutie o 4 znaky dozadu:

Zvolíme si kľúčové slovo DISK a správu: SIFROVANIE Oproti vonkajšiemu A

nastavíme vnútorné D. Oproti znaku S sa objaví znak V. Otočíme kotúčom tak, aby

oproti A bol teraz znak I (druhý znak kľúča). Zo znaku I (druhý znak správy)

dostaneme znak Q. týmto spôsobom pokračujeme ďalej, až kým nezašifrujeme celý

text. Nakoniec dostaneme takýto šifrový text:

VQXCR DIFSH



12

h) Vigenerova šifra

Použitie viacerých šifrových abecied dokonale rozvinul Blaise de Vigenere. Navrhol

šifru, ktorá požíva 26 šifrových abecied. Každá z nich predstavuje posunutie o určitý

počet písmen, rovnako ako pri Caesarovej šifre. Výsledkom je tzn. Vigenerov

štvorec:

Prostredníctvom Vigenerovho štvorca možno realizovať kódovanie. Vigenerova

šifra tiež posúva znaky, posun je však daný zložitejším kľúčom (pozostávajúcim zo

znakov abecedy). Kľúč sa opakovane podpíše pod text, ktorý sa má zašifrovať a pre

každý znak sa hľadá jeho ekvivalent v riadku s abecedou posunutou tak, aby

začínala písmenom kľúča.

Šifrovanie prebieha tak, že sa zvolí kľúčové slovo. Príkladom môže byť slovo BEDA.

Daný kľúč určuje, pomocou ktorej abecedy sa bude šifrovať. Na úvod sa označia



13

riadky, ktoré začínajú písmenami tvoriacimi kľúč. Kľúč BEDA má 4 znaky, to

znamená, že každý štvrtý znak správy sa bude šifrovať pomocou tej istej abecedy.

Pre názornosť a jednoduchosť zašifrujeme správu: „utekajte maju aj dela“.

Písmeno U zašifrujeme tak, že nájdeme jeho ekvivalent v riadku začínajúcom

písmenom B – teda v druhom: V. Písmenu T hľadáme ekvivalent v riadku

začínajúcom E – výsledkom je X. Pre písmeno E pozrieme do riadku začínajúceho

D – H atď.

OT U T E K A J T E M A J U A J D E L A

Kľ B E D A B E D A B E D A B E D A B E

ŠT V X H K B N W E N E M U B N G E N E

Výsledkom šifrovania bude VXHKBNWE NEMU BN GEME.

Pre dešifrovanie použijeme podobnú mriežku, len abeceda sa bude v jednotlivých

riadkoch posúvať opačným smerom. Celý proces je veľmi jednoduchý

transformovať do posúvania o zadaný počet znakov a naprogramovať.

Šifrovanie a dešifrovanie informácií · Šifrovanie a dešifrovanie informácií mgr. jozef...

Documents