Šifrování, historie

Šifrování - Úvod

Šifrování, jako obor Kryptografie ( z řeckého kryptós – neboli schovat ) vznikl již v 9 století našeho letopočtu a základy měl již dříve. Většinou šlo o šifry číselné či znakové – i Hieroglyfy jsou pro nás jistě šifrovanou zprávou ale to jen proto, že písmo jako takové zaniklo ( vznikly 3000 let před naším letopočtem ). Zprávy šifrované později – například v 19. století při první a druhé světové válce, zase snažilo znemožnit protivníkovi odposlechnout rozkazy. Nejznámější je asi šifrovací stroj ENIGMA, jehož některé zprávy dodnes nejsou rozšifrovány. V dnešní době plane rovněž válka, ale mezi bezpečnostními techniky a „hackery“ snažícími se odposlechnout cizí konverzace, případně data, a ty pak zneužít.

Citlivá data je proto odesílat opět jako za války tajně a co možná nejlépe zašifrované – pokud je posíláme přes veřejně dostupné informační kanály ( rozumějte internet ). Proto vznikají různé šifrovací nástroje. V krátkém šifrovacím seriálu v rámci mého bezpečnostního seriálu se podíváme blíže na typy šifrování, dostupné metody šifrování aby jste všichni měli v této oblasti aspoň nějaký přehled a abych dále v mém seriálu nemusel vysvětlovat pro Vás nové pojmy. :o)

Historické metody šifrování

Steganografie - nejedná se až tak o šifrování jako takové, ale tato „věda“ se zabývá, jak informaci nejlépe šifrovanou – schovat. Z historie, tak můžeme uvést příklad, například neviditelného inkoustu, vyrývání do dřeva a následné zalívání voskem, tepání na štíty do míst kde se držely, apod.

Substituční šifry - toto šifrování je známé už od 4. století kdy byla použita v Kámasutře – jejíž autor však čerpal z pramenů starých až 800 let. Jedná se o šifru, při které se znak – dejme tomu písmeno, zaměňuje za znak ( písmeno ) jiný, podle určitých pravidel.

Posunová šifra - také známá jako Caesarova šifra, neboť ji Julius Caesar použil nejspíše jako první na světě. Je založena na jednoduchém principu, který spočívá v tom, že celá abeceda je posunutá o předem určený počet znaků a předem určený směr – například ze slov imjm a mqnq dostaneme při koeficientu 2 a směru doleva a doprava slovo – kolo.

Tabulky záměn - toto šifrování je jedno z nejpoužívanějších, je založeno buďto na znalosti šifrovacího klíče, nebo předem dané šifrovací tabulce. Každý znak je tak v tabulce zaznamenán a“přeložen“ na znak jiný, případně je tabulka doplněna o onen klíč.

Vigenèrova šifra - je to polyalfabetické šifry. Vigenèrova šifra jako hlavní prvek pro šifrování používá heslo, jehož znaky určují posunutí textu a to způsobem, kdy je text rozdělen na bloky znaků, jejichž počet je řízen počtem znaků hesla. Každý znak je poté sečten s příslušným znakem hesla. Tímto se stává jedním z nejsložitějších šifrovacích algoritmů, neboť dělí text na daný počet znaků a Kryptoanalýza založená na analýze četnosti znaků je tak znemožněna. Luštění je poté složitější a je založeno na hledání dvou stejných znaků tím lze po delším zkoumání určit délku šifrovacího klíče ( hesla ) a následně jej určit.

Vernamova šifra - anglicky známá jako one-time pad, je název pro jednorázový překlad pomocí tabulky. Jde doteď o jedinou šifru, která nelze rozluštit - exaktně dokázáno. Stejně jako Vigenèrova šifra i tahle je založená na sčítání písmen textu a hesla, avšak ono heslo je náhodně zvolený sled dat o stejné velikosti jako je text, který je třeba zašifrovat. Pokud jsou splněny tyto podmínky je tato šifrovací metoda absolutně bezpečná – pokud klíč není použit vícekrát. Délka klíče je pro běžné účely natolik velkou, že ji nelze aplikovat a tak je tato šifra používaná jen ve zcela nejnutnějších případech. Dnes se této šifry využívá v kombinaci s kvantovou kryptografií.

Transpoziční šifry - takto šifry jsou tvořeny přesmyčkami a jde o záměny znaků v určitých předem daných sledech. Pro zjednodušení pochopení uvedu příklad, například by text byl psaný z prostřed do stran a pro jeho přečtení by bylo nutné ji číst ve spirálách.

Transpoziční mřížka - jedná se o podobnou metodu, avšak je založena na vepsání zprávy do shluku textu na předem určená místa, která jsou poté rozluštitelná přiložením tabulky. Obdobu této šifry použil slavný spisovatel Jules Verne, který ji upravil tak, že text byl shluk písmen a četl se několikanásobným otáčením odšifrovávací tabulky.

Kombinované šifry - poslední fáze šifrování je jejich spojení dohromady, a zpětné dešifrování předem známým způsobem.

Šifrování stroji - šifrování bylo za dob nemechanických pouze na lidech, ale s příchodem technické revoluce přišly i metody jak šifrovat zprávy mechanicky ( v poslední době – digitálně výpočetní technikou ) Jako příklad může sloužit právě nejznámější šifrovací mechanický stroj ENIGMA.

Rozdělení šifrování používaného v IT

Na začátku by bylo dobré, nějak rozdělit metody šifrování a krátce je popsat. Existují tedy 3 nejpoužívanější metody šifrování internetové komunikace a přenášení dat. A to Symetrické šifrování, Asymetrické šifrování a kombinace předešlých dvou - Hybridní šifrování. Kryptografie v oblasti internetu není nijak nová věc, avšak až v posledních letech dospěl výkon PC k takovému bodu, že je možné šifrovat data na pozadí, aniž by to člověk zaznamenal a nezatěžoval moc výpočetní výkon potažmo rychlost. S rozvojem internetu se rovněž rozvíjí šifrování a snaha zabezpečit přenosy mezi uživatelem a serverem, případně mezi servery stále roste.

V případě jakýchkoliv připomínek, mne prosím kontaktujte na e-mail baar@banan.cz

Autor: Ondřej Baar