Kryptografia
Kryptografia, czyli kryptologia, to praktyka i nauka o ukrywaniu informacji. Czasami nazywa się ją kodem, ale tak naprawdę nie jest to poprawna nazwa. Jest to nauka stosowana w celu utrzymania informacji w tajemnicy i bezpieczeństwa. Współczesna kryptografia to mieszanka matematyki, informatyki i elektrotechniki. Kryptografia jest używana w kartach bankomatowych, hasłach komputerowych i zakupach w Internecie.
Kiedy wiadomość jest wysyłana z wykorzystaniem kryptografii, jest ona zmieniana (lub szyfrowana) przed jej wysłaniem. Metoda zmiany tekstu nazywana jest "kodem", a dokładniej "szyfrem". Zmieniony tekst nazywany jest "szyfrem". Zmiana powoduje, że wiadomość jest trudna do odczytania. Ktoś, kto chce go odczytać, musi zmienić go z powrotem (lub odszyfrować). Jak zmienić go z powrotem, to tajemnica. Zarówno osoba, która wysyła wiadomość, jak i ta, która ją otrzymuje, powinna znać tajny sposób jej zmiany, ale inne osoby nie powinny być w stanie tego zrobić. Studiowanie szyfru w celu odkrycia tajemnicy nazywane jest "kryptoanalizą" lub "złamaniem", a czasami "złamaniem kodu".
Różne rodzaje kryptografii mogą być łatwiejsze lub trudniejsze w użyciu i mogą lepiej lub gorzej ukryć sekretną wiadomość. Szyfrów używa się "klucza", który jest tajemnicą ukrywającą sekretne wiadomości. Metoda kryptograficzna nie musi być tajna. Różne osoby mogą używać tej samej metody, ale różnych kluczy, więc nie mogą odczytywać nawzajem swoich wiadomości. Ponieważ szyfr Cezara ma tylko tyle kluczy, ile liter w alfabecie, można go łatwo złamać, próbując wszystkich kluczy. Szyfrów, które pozwalają na miliardy kluczy, łamie się bardziej skomplikowanymi metodami.
Od czasów Cezara powstało wiele ulepszonych cyprysów. Niektóre z nich obejmowały sprytną matematykę, aby oprzeć się sprytnej kryptoanalizie. W XX wieku podstawowym narzędziem kryptografii stały się komputery.
Koło szyfrowe z początku XX wieku
Symetryczny
W algorytmie klucza symetrycznego, zarówno nadawca jak i odbiorca dzielą się kluczem. Nadawca używa tego klucza do ukrycia wiadomości. Następnie odbiorca użyje tego samego klucza w odwrotny sposób, aby ujawnić wiadomość. Od wieków większość kryptografii jest symetryczna. Zaawansowany Standard Szyfrowania jest powszechnie stosowany. Nie należy go jednak mylić z symetrycznością.
Asymetryczny
Kryptografia asymetryczna jest trudniejsza w użyciu. Każda osoba, która chce skorzystać z kryptografii asymetrycznej, używa tajnego numeru ("klucz prywatny"), który nie jest udostępniany, oraz innego numeru ("klucz publiczny"), który może przekazać każdemu. Jeśli ktoś inny chce wysłać tej osobie wiadomość, użyje numeru, o którym został poinformowany, aby ukryć wiadomość. Teraz wiadomość nie może być ujawniona, nawet przez nadawcę, ale odbiorca może ją łatwo ujawnić za pomocą swojego tajnego lub "klucza prywatnego". W ten sposób nikt inny nie musi znać tajnego klucza.
Kryptografia asymetryczna na ogół zajmuje więcej czasu i wymaga większej mocy komputera, dlatego nie jest używana przez większość czasu. Zamiast tego, jest często używana do podpisów komputerowych, gdy komputer musi wiedzieć, że niektóre dane (jak plik lub strona internetowa) zostały wysłane od określonego nadawcy. Na przykład, firmy produkujące oprogramowanie komputerowe, które wydają aktualizacje dla swojego oprogramowania, mogą podpisać te aktualizacje, aby udowodnić, że zostały one przez nie dokonane, tak aby hakerzy nie mogli tworzyć własnych aktualizacji, które mogłyby wyrządzić szkodę. Strony internetowe, które używają protokołu HTTPS, używają popularnego algorytmu o nazwie RSA do tworzenia certyfikatów, które pokazują, że są właścicielami strony internetowej i że jest ona bezpieczna. Komputery mogą również używać asymetrycznych szyfrów, aby dać sobie nawzajem klucze do symetrycznych szyfrów.
Komputery
Komputery potrafią szybko obliczać. Potrafią wykonać bardzo silne szyfrowanie, a większość kryptografii XXI wieku korzysta z nich. Przykładami są algorytmy komputerowe takie jak RSA, AES, i jest wiele innych. Użycie dobrych algorytmów, takich jak te, może sprawić, że bardzo trudno będzie odczytać wysyłane informacje.
Ludzie
Ponieważ ludzie są wolniejsi od komputerów, każda używana przez nich kryptografia może zostać złamana, jeśli znany jest wystarczająco dużo tajnego sposobu jej zmiany.
Prostymi formami kryptografii, które ludzie mogą obejść się bez maszyn, są szyfr cezarski i szyfr transpozycyjny, ale wiele innych rodzajów było stosowanych przed użyciem komputerów.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest kryptografia?
O: Kryptografia, czyli kryptologia, to praktyka i nauka o ukrywaniu informacji. Obejmuje połączenie matematyki, informatyki i elektrotechniki w celu utrzymania informacji w tajemnicy i bezpieczeństwa.
P: Jak wykorzystuje się kryptografię?
O: Kryptografia jest wykorzystywana w kartach bankomatowych (bankowych), hasłach komputerowych i zakupach w Internecie. Gdy wiadomość jest wysyłana przy użyciu kryptografii, jest ona zmieniana (lub szyfrowana) przed wysłaniem.
P: Na czym polega zmiana tekstu za pomocą kryptografii?
O: Zmiana tekstu za pomocą kryptografii polega na zastosowaniu "kodu" lub "szyfru". Zmieniony tekst nazywany jest "szyfrogramem". W ten sposób wiadomość jest trudna do odczytania, więc ktoś musi ją z powrotem zmienić (lub odszyfrować).
P: Jak nazywa Pan studiowanie szyfrogramu w celu odkrycia sekretu?
O: Badanie tekstu źródłowego w celu odkrycia tajemnicy nazywa się "kryptoanalizą" lub "łamaniem", a czasami "łamaniem kodu".
P: Jakiego rodzaju klucza używają szyfry?
O: Szyfry używają "klucza", który jest sekretem ukrywającym tajne wiadomości.
P: Ile kluczy ma szyfr Cezara?
O: Szyfr Cezara ma tylko tyle kluczy, ile jest liter w alfabecie, więc można go łatwo złamać, próbując wszystkich możliwych kluczy.
P: W jaki sposób komputery zostały zaangażowane w kryptografię w XX wieku?
O: W XX wieku komputery stały się ważnym narzędziem w kryptografii, ponieważ umożliwiły stosowanie bardziej złożonych metod łamania szyfrów, które pozwalają na stosowanie miliardów kluczy.
