Криптография

Общую классификацию существующих на данный момент шифров можно представить следующим образом:

Историю криптографии можно условно разделить на 4 этапа:

1. Наивная криптография (до начала 16 века) – используются любые, как правило, примитивные способы запутывания противника относительно содержания шифруемых текстов. На начальном этапе использовались методы кодирования и стеганографии. Большинство используемых шифров сводились к перестановке или моно-алфавитной подстановке (шифр цезаря, заключающийся в замене каждой буквы исходного текста на другую, отстоящую от нее в алфавите на три позиции; другой шифр – полибия – является общей моно-алфавитной подстановкой, которая производится с помощью случайно заполненной алфавитом квадратной таблицей)

2. Формальная криптография (до начала 20 века) – связан с появлением формализованных и относительно стойких к ручному анализу шифров. Этот этап, в первую очередь, связывают с эпохой возрождения, когда развитие науки, торговли, а также масса войн вызвали спрос на надежные способы защиты информации. С этим периодом связаны такие фамилии, как Альберти (шифрация с помощью диска) и Вижинер (написал первую работу по криптологии). В 19 веке голландец Кергоффс сформулировал главное требование к криптосистемам: секретность шифров должна быть основана на секретности клоча, а не алгоритма. Послеждним этапом до научной криптографии, обеспечившим повышение стойкости, а также позволившим механизировать процесс шифрования стали роторные криптосистемы, практическое применение которые получили в начале 20 века (энигма, 1917 год).

3. Научная криптография – системы со строгим математическим обоснованием, основой стали сформировавшиеся разделы математики – теория чисел, алгоритмы, информатика и тд. Научную базу под криптографию и анализ подвела работа Клода Шеннона (1949 Теория связи в секретных системах). Шеннон ввел такие понятия как рассеивание и перемешивание, и обосновал возможность создания сколь угодно стойких криптосистем. Рассеивание заключается в распространении влияния одного символа открытого текста на многие символы шифрованного текста и позволяет скрыть статистические свойства открытого текста. Развитием этого принципа стало распространение влияния одного символа-ключа на многие символы открытого текста, позволяющие исключить восстановление ключа по частям. Перемешивание состоит в использовании таких преобразований, которые исключают восстановление взаимосвязи статистических свойств открытого и шифрованного текста. В 60-х годах разработали блочные шифры, более стойкие чем роторные системы, но допускающие реализацию только в виде цифровых электронных устройств.

4. Компьютерная криптография (с 70-х годов), связанная с появлением вычислительных средств, с производительностью, достаточной для реализации систем с высокой скоростью и стойкостью, чем ручные и механические шифры. Первым классом таких систем стали блочные шифры, например DES (один из авторов – Фейстель, описавший модель блочных шифров, на которой были основаны несколько криптосистем). С появлением DES , появилось несколько видов криптоанализа, основанных на использовании ЭВМ. В середине 70-х были предложены ассиметричные системы (Диффи и Хеллмэн), система, в которой стороны обменивались информацией без обмена секретными ключами. Позднее была предложена система RSA. Шифры активно развиваются и в настоящее время. Под шифром понимается совокупность обратимых преобразований, открытых данных на множество зашифрованных данных, с заданным алгоритмом криптографического преобразования. В симметричных системах для расшифрования и зашифрования используется один и тот же ключ, в ассиметричных 2 ключа – открытый и закрытый.

ЭЦП – присоединяемая к тексту его криптографической преобразование, позволяющее при получении текста другим пользователем проверить авторство и целостность сообщения.