TAJOMNTAJOMNÝ SVET Ý SVET KÓDOV A ŠIFIERKÓDOV A ŠIFIER

Tereza Perlácová

3.L

Obsah

1 Úvod

2 Základné pojmy a rozdelenie

3 Klasické kryptologické metódy

4 Moderné šifrovacie systémy

5 Záver

1 ÚvodCiele projektu:

• oboznámiť sa s jednotlivými odbormi vedy, ktorá sa zaoberá kódmi a šiframi; uviesť príklady

• poukázať na dôležitosť tejto vedy v súčasnosti

2 Základné pojmy Kryptológia je veda o utajení obsahu správ.

KRYPTOLÓGIA

STEGANOGRAFIA

KRYPTOGRAFIA

KRYPTOANALÝZA

TRANSPOZÍCIA

SUBSTITÚCIA

DešifrovanieSymetrický šifrovací systémAsymetrický šifrovací systém Otvorená abeceda Šifrovacia abeceda

Otvorený text (Za)šifrovaný text Kód a šifra AlgoritmusKľúč

3 Klasické kryptologické metódy

Rozdeľujeme ich na:

• steganografické metódy• kryptografické metódy• kryptoanalytické metódy

Steganografické metódyÚlohou steganografie je skryť samotnú

existenciu správy, pričom môže byť napísaná alebo predaná v zrozumiteľnej podobe

• príklad z histórie - správa napísaná na hlave• dve najpoužívanejšie techniky:

– neviditeľný atrament– ukrytie znakov otvoreného textu na dohodnutých

pozíciách

Neviditeľný atramentPoužitie neviditeľného atramentu zaisťuje, že napísaný

text nie je na prvý pohľad viditeľný.

Typy atramentov:

• organické kvapaliny: moč, mlieko, citrónové šťavy, ocot a ovocné šťavy - zobrazujú sa zahriatím

• chemické látky: nasýtený roztok dusičnanu draselného, chlorid kobalnatý- zobrazujú sa zahriatím

• atramenty, ktoré sa zviditeľňujú využitím chemických reakcií

• neviditeľné atramenty - zobrazujú sa ultrafialovým alebo infračerveným žiarením

Ukrytie znakov otvoreného textu na dohodnutých pozíciách

Základom tejto metódy je ukrytie otvoreného textu do tela inej správy

• Typický príklad:

Cardanova mriežka:

Kryptografické metódy

Kryptografia je veda o utajení významu správy pomocou šifrovania

Kryptografické metódy:• transpozícia• substitúcia

Transpozícia

Transpozícia spočíva v usporiadaní písmen správy iným spôsobom ako pôvodným

• príklad: Jednoduchá transpozícia

Otvorený text: JEDNODUCHA TRANSPOZICIA PATRI MEDZI KRYPTOGRAFICKE METODY

T R A N S P O Z Í C I A11 9 1 6 10 8 7 12 4 3 5 2J E D N O D U C H A T RA N S P O Z I C I A P AT R I M E D Z I K R Y PT O G R A F I C K E M ET O D Y Q W E Q W E Q W

Kľúč: T R A N S P O Z  I C I APermutačné očíslovanie: 11 9 1 6 10 8 7 12 4 3 5 2

Zašifrovaný text: Dsigd rapew aaree hikkw tpymq npmry vizie dzdfw znroo ooeaq jattt ccicq

Substitúcia

Princípom substitúcie je, že každé písmeno otvoreného textu je nahradené iným znakom, pričom si v správe zachováva svoju pozíciu.

Rozdelenie substitučných šifier:

• monoalfabetické

• polyalfabetické

Kritérium: počet použitých šifrovacích abecied

Monoalfabetická substitučná šifra

• pre celý otvorený text sa používa rovnaká šifrovacia abeceda

• príklad: Caesarova šifraOtvorený text : MONOALFABETICKA

SIFRA

Princíp:

Zašifrovaný text: PRQRDOIDEHWLFND VLIUD

Caesarova šifra

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

Polyalfabetická substitučná šifra

• využíva viac šifrovacích abecied

• príklad: systém Vigenère– využíva 26 rôznych šifrovacích

abecied zoskupených

v TABULE RECTE :

Kľúč : OKNOOKNOOtvorený text : ALBATROSZašifrovaný text: OVOOHBBG

Kryptoanalytické metódy

Kryptoanalýza je veda o tom, ako bez znalosti kľúča odvodiť otvorený text zo šifrovaného textu.

• Jedna z metód: frekvenčná analýza– založená na porovnaní frekvencie hlások

v šifrovanom a otvorenom texte

– nie vždy aplikovateľná !

4 Moderné šifrovacie systémy

• sú založené na princípe asymetrického šifrovania• najznámejšie: RSA, PGP• výhody:

– bezpečnosť– vyriešenie problému s distribúciou kľúčov

RSA(Ronald Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman)

• Základ: – jednosmerná funkcia

v modulárnej aritmetike

– jednosmerná funkcia

násobenia prvočísel

• Princíp:– fiktívne osoby: Alica-prijímateľ správy,

Bob-odosieľateľ správy

Adi Shamir, Ronald Rivest, Leonard Adleman - tvorcovia RSA

Postup:

• Alica: vyberie si 2 prvočísla p a q• Alica: vzpočíta číslo N = p * q, zvolí si číslo e• Alica: zverejní N a e• Bob: premení správu X do ASCII binárnych číslic;

k vzniknutému číslu priradí zodpovedajúce číslo M v desiatkovej sústave, ktoré predstavuje správu

• Bob: vyhľadá Alicin verejný kľúč; zašifruje správu (číslo M)pomocou jednosmernej funkcie C = Me (mod N); pošle správu Alici

• Alica: vypočíta číslo d pomocou p a q: e * d = 1 (mod (p - 1)*(q - 1))

• Alica: dešifruje správu pomocou vzorca: M = Cd (mod N)

- používa sa N > 10308 pre maximálnu bezpečnosť- na obchodné využitie RSA vznikla RSA Data Security, Inc.

PGP(Pretty Good Privacy - celkom dobré súkromie)

• spojenie asymetrickej šifry RSA

so symetrickou šifrou

• výhody:• rýchlosť (vďaka symetrickej šifre)

• bezpečnosť (vďaka asymetrickej šifre RSA)

Phil Zimmermann - tvorca PGP

Postup:

• Bob: správu zašifruje pomocou symetrickej šifry (napríklad IDEA)využitím určitého kľúča

• Bob: vyhľadá Alicin verejný kľúč, pomocou ktorého zašifrujekľúč k IDEA

• Bob: pošle Alici zašifrovanú správu pomocou IDEA a zašifrovanýkľúč k IDEA pomocou RSA

• Alica: dešifruje kľúč k IDEA pomocou súkromného kľúča k RSA; dešifruje IDEA, čím získa pôvodnú správu

- ďalšia výhodná vlastnosť PGP: rýchle vytváranie dvojíc súkromného a verejného kľúča

5 Záver• neustále zvyšovanie dôležitosti kryptológie

• boj medzi kryptografmi a kryptoanalytikmi

Kto nakoniec vyhrá?