Rychlý kontakt
Guard Dynamics
Adresa: Hlavní třída 107
  738, 01, Frýdek-Místek
Web: www.guard-dynamics.cz
Telefon: +420 777 722 391
E-mail: info@guard-dynamics.cz
Mapa k sídlu firmy

mapa weiron dynamics

Aktuality, znalosti báze
  • AES-NI je nová sada šifrovacích instrukcí, která urychluje...
  • Spoofing - co to je, jak funguje? Spoofing je velice často využívaná technika z...
  • Phishing je typ útoku s cílem výlákat z uživatele osobní data...
  • BFU je anglická zkratka pro termín Bloody Fucking User - což je v překladu...
Úvodní strana > Šifrování > Šifrování dat

Šifrování dat

Šifrování neboli kryptografie

Jedná se o nauku jejiž principem je utajování zpráv pomocí šifrovacích nástroju, které umožňují číst zašifrovaná data pouze pomocí speciálních znalostí šifrování. Definice slova kryptografie pochází z řeckého slova kryptós (skrytý) a slova graphein (psát). Kryptografie má velice blízko k pojmu kryptoanalýza, což lze definovat pojmem "luštění šifrovaných zpráv".

Kryptografie prochází evolučním procesem, neustále se vyvýjí a obor je se tak stává složitějším. Šifrování se v minulosti využívalo především ve caesarova šifravojenském sektoru, kde se zároveň tento obor mnohonásobně rozvinul. Nyní trochu historie. První zmíňka o šifrování vůbec pochází z doby 480 let před naším letopočtem, kde proti sobě stálo Řecko a Perské vojsko v bitvě u Salamíny. Mezi další historické mezníky zaznamenaného šifrování patří i římský vojevůdce a politik Julius Caesar. Vynalezl svou vlastní šífru, která bylo pojmenována jako Caesarova šifra. Ceasearova šifra spočívá v posunu každého písmena abecedy o přesně daný počet pozic v abecedě. Příklad na obrázku ukazuje posun o tři pozice, například písmeno B se kóduje jako E. Tento typ šifry je velice dobře napadnutelný pomocí metody brutal force attack, neboli útok hrubou silou, kdy jsou postupně zkoušeny všechny možné varianty klíče. Jako základ k prolomení této šifry slouží znalost abecedy. Jedná se tedy o velice jednoduchou šifru, která dála základ pro rozvoj oboru kryptografie.

Období šifrování a oboru kryptografie lze rozdělit na dvě části. První částí je klasická kryptografie, která sahá do poloviny 20. století. Kryptografie první části byla založena převážně na jednoduchých pomůckách, kterými byly především tužka a papír. V 1 polovině 20. století vznikaly další zařízení, které se neustále zlepšovaly v tom co bylo jejich účelem. Tady někde došlo k přechodu do druhé části kryptografie, která byla nazvána moderní kryptografie. Dnešní doba již nevyužívá žádné zvlaštní přístroje na šifrování, využívá se především počítač, který je nedílnou součástí naší doby. 

Základní pojmy šifrování

Šifra neboli šifrování budeme dále označováno slovy kryptografický algoritmus, jehož účelem je převádět čitelnou zprávu tedy obyčejný text do nečitelné podoby. Jedná se tedy o zašifrování. Šifrovaný text nelze přečíst bez Klíče. Klíčem je označována tajná informace bez niž nejde zašifrovaný text přečíst. Máme k dispozici dva typy šifer:

- Symetrická šifra, která pro šifrování i dešifrování využívá jeden a ten samý klíč.

- Asimetrická šifra využívá pro šifrování veřejný klíč a pro dešifrování soukromý klíč.

Historické metody

Steganografie

více o pojmu steganografie se dočtete v našem článku a steganografii.

Substituční šifry

Substituční šifra funguje na principu záměny každého znaku ve zprávě podle definovaného pravidla. Pravděpodobně nejstarší takovou šifrou je Kámasútra, která je datována do čtvrtého století. Autor však dle dochovaných informací čerpal z mnohem starších prapenů.

Tabulky záměn

Šifrování pomocí tabulky záměny, které je založeno na záměně znaku za jiný bez jakékoli vnitřní souvislosti či na základě znalosti klíče (hesla).

  • Příklad tabulky záměny, s použitím slova VESLO jako klíče:
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
V E S L O A B C D F G H I J K M N P Q R T U W X Y Z

nebo

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

Aditivní šifry

Vigenerova šifra

Jedná se o speciální případ polyalfabetické šifry. Vigenerova šifra používá heslo, jehož znaky určují posunutí otevřeného textu a to tak, že otevřený text se rozdělí na bloky znaků dlouhé stejně jako heslo a každý znak se sečte s odpovídajícím znakem hesla. Caesarova šifra je tedy speciálním případ Vigenerovy šifry s heslem o délce jeden znak. Vigenerova šifra způsobuje změny pravděpodobnosti rozložení znaků a tím podstatně znemožňuje kryptoanalýzu na základě analýzy četnosti znaků v textu. Luštění je založeno na vyhledávání vzdálenosti bigramových či trigramových dvojic v šifrovém textu a určováním jejich společného dělitele vedoucí k zjištění délky hesla.

  • Příklad s použítím slova HESLO jako klíče k zašifrování:
otevřený text S T A S T N E A V E S E L E
klíč H E S L O H E S L O H E S L
šifrový text A Y T E I V J T H T A J E Q

Vernamova šifra

Vernamova šifra je v angličtině nazývaná one-time pad, v českém jazyce je překládaná jako "jednorázová tabulková šifra". Jedná se o jedinou šifru, kde bylo prokázáno, že je nerozluštitelná. Podobně jako tomu je u Vigenerovy šifry i tento typ šifry spočívá ve sčítání písmen nezašifrovaného textu a hesla, avšak heslo je náhodně zvoleno "blok dat" o stejné velikosti, jako je otevřený text. Jsou li tedy dodrženy podmínky náhodného klíče o odpovídající délce zvoleného nazešifrovaného textu, který se neopakuje, je tato motoda šifrování naprosto bezpečná. Metoda Vernamovy šifry se používala za dob studené války pro komunikaci mezi Moskvou a Washingtonem. V dnešní době se Vernamova šifra využívá v kombinaci s kvantovou kryptografií.

Transpoziční šifry

Transpozice, neboli také přesmyčka spočívá ve změně pořadí znaků podle určitého pravidla. Jako příklad můžeme uvést nezašifrovaný text, který je vepsán do tabulky po řádcích a šifrovaný text vzniká čtením sloupců této tabulky.

Skytalé

Skytalé je typ šifry, používající válel na němž byl navinut papyrus, nebo nějaký pergamen, na němž je napsán nějaký vzkaz. Druh šifry Skytalé používali v historii především Řekové a Sparťané v dobách válek.

Transpoziční mřížka

Hlavní článek: Šifrovací mřížka

Princip fungování transpoziční mřížky jak již název napovídá je založen na tabulce ve které jsou některá políčka této tabulky vystřižená. Do těchto políček je vypsán nazašifrovaný text. Jakmile se zaplní veškerá vystřižená políčka, tak se tabulka otočí o 90° a celý postup se znovu opakuje. Tento typ šifry je pužit i v jedné z knih spisovatele Jules Verna "Matyáš Sandorf". Dají se samozřejmě použít i jiné druhy tvarů, jako je šestiúhelník se sestiúhelníkovými políčky, který se tedy logicky 5x otáčí o 60°. Klíčem pro tuto šifru jsou opět vystřižená políčka, která si můžete sami definovat.

  • Příklad transpoziční mřížky (horní strana je označena červeně pro snazší orientaci a použití)




































Jednoduchá sloupcová transpozice

Více informací o jednoduché sloupcové transpozici najdete v článku na Wikipedii jednoduchá sloupcová transpozice.

Principem je přepsat kódováný text do tabulky o počtu sloupců, který se rovná počtu písmen v klíčovém slově popřípadě klíčových slovek a následné přeskupení sloupců na základě znalosti klíče.

Kombinované šifry

Kombinované šifry združují několik šifer najednou, aby se tak vytvořila jedna silnější šifra. Dají se tak odstranit neduhy a slabé články jednotlivých šifer. Pokud se rozhodnete kombinovat jednu a tu samou šifru na již zašifrovaný text, tak si moc nepomůžete. Vždy je lepší používat více druhu šifer mezi sebou. Dešifrování se tak stane mnohem složitějším procesem.

Šifrování strojem

Využití šifrovacích strojů vneslo do šifrování czela nový rozměr. Stroje jsou totiž schopné využít velkého počtu opakujících se úkonů ve velice krátkém časovém intervalu.

Enigma

Jedním takových šifrovacím strojem byla Enigma. Jednalo se tedy o mechanický stroj, který prováděl automatizované oparace s nezašifrovaným textem. Stroj byl sestrojen tak, aby se dal velice snadno ovládat. Nakonec i tento stroj a jeho šifra byly prolomeny Poláky ještě před vznikem druhé světové války, což bylo později nedocenitelné především pro spojenecké armády. Šifra byla tedy velice brzy prolomena a poskytovala německým vojskům falešný pocit bezpečí. Je třeba zmínit, že prolomení šifry stroje Enigma bylo možné pouze díky nedostatečným a nevhodným postupům při jejím používání. Stroj Enigma měl k dispozici podstatně větší zabezpečení, pomocí propojovací desky (opakování tříznakového klíče na začátku každé zprávy, snadno odhadnutelné fráze v textu apod. znamenalo její prolomení. Stroj Enigma se postupem času ještě zdokonaloval. Byly vyvinuty tzv. čtyřrotorové Enigmy.

Digitální počítače

Moderní symetrické šifry

  • První standardizovanou symetrickou šifrou byla šifra DES (Data Encryption Standard), neboli datový šifrovací standard
  • Současným šifrovacím standardem je šifra AES (Advanced Encryption Standard), nazývaná také jako Rijndaelova šifra nazvaná podle tvůrce této šifry. Šifra AES podporuje jen některé délky bloku a klíče.
  • Finalisty v soutěži o šifru, která se stane standardem byly tyto šifry Twofish, RC6, Serpent, Mars a Rijndael, který nakonec soutěž vyhrál a jeho šifra byla uznána jako standard pod názvem AES

Asymetrické šifry

Asymetrická kryptografie – používá soukromý a veřejný klíč

Kvantová kryptografie


na doplnění článku se pracuje

Tisk aktuální strany