Mula noong sinaunang panahon, hinahangad ng mga tao na lumikha ng kakayahang protektahan ang iba't ibang impormasyon mula sa mga mata sa pamamagitan ng pag-convert nito. Ang kriptograpiya ay maaaring ituring na kapareho ng edad ng paglitaw ng wika ng tao. Sa una, ang pagsulat ay isang cryptographic system, hindi nang walang dahilan sinaunang panahon iilan lang ang nakakakilala sa kanya. Ang mga manuskrito ng sinaunang Egyptian at Sinaunang Indian ay maaaring magpatotoo sa katotohanang ito. Kaya ang cryptography ay tiyak na pamamaraan proteksyon ng impormasyon, na mayroon mahabang kasaysayan pag-unlad. At ang cryptology ay isang uri ng trend na tumatalakay siyentipikong pagaaral at pagbuo ng mga pamamaraan, pamamaraan, paraan ng cryptographic na pag-encrypt ng impormasyon.

Ang Cryptology ay isang siyentipikong kilusan na nag-aaral ng mga isyu ng ligtas na komunikasyon gamit ang mga naka-encrypt na pangungusap. Ang agham na ito ay nahahati sa 2 direksyon.

1. Ang Cryptography ay isang agham na nag-aaral ng isang secure na diskarte sa komunikasyon, ang paglikha ng mga secure na system na nagbibigay ng encryption. Ang seksyon na ito ay responsable para sa paghahanap ng isang pamamaraan para sa pagbabago ng impormasyon gamit ang matematika.
2. Ang cryptanalysis ay isang sangay na nagsasaliksik sa posibilidad ng pagbabasa ng teksto nang hindi gumagamit ng susi, ibig sabihin, pinag-aaralan nito ang mga posibilidad ng pagsira.

Ang mga cryptanalyst ay mga taong nag-aaral ng cryptanalysis at nagsaliksik ng mga nabuong cipher.
Cipher - reversible substitution system plaintext iba't ibang variation ng ciphertexts, na kinakailangan upang maprotektahan ang mga mensahe.
Ang pag-encrypt ay ang proseso ng paggamit ng mga cipher na may kinalaman sa isang mensahe.
Ang decryption ay ang baligtad na proseso ng paglalapat ng isang encryption system sa isang binagong sulat.
Pag-decryption - pagbabasa ng isang mensahe nang hindi gumagamit ng isang susi, sa madaling salita, pagsira ng isang mensahe na na-edit ng isang cipher.

Paano nabuo ang cryptology, at ang mga pangunahing yugto ng pagbabago

Noong 1987, sa buong Estados Unidos ng Amerika para magamit ng pangkalahatang publiko, pambansang pamantayan cryptography, pagkatapos ng 2 taon ang naturang pag-encrypt ng impormasyon ay pinagtibay sa Russia.

Mayroong 3 yugto sa pagbuo ng pang-agham na kalakaran na ito. Ang una sa mga ito ay ang panahon ng pre-scientific cryptology, na ipinamahagi sa ilang mga bihasang manggagawa at isang craft. Ang ikalawang yugto ay nagsimula noong 1949, lalo na ang pagpapalabas ng gawain ni K. Shannon, na isinasaalang-alang ang komunikasyon sa mga sikretong sistema. Sa gawaing ito, pangunahing pinag-aaralan ng mananaliksik ang mga cipher at ang pinakamahalagang tanong na nagmumula sa kanilang katatagan. Ang gawaing ito ay naging Panimulang punto, kung saan ang cryptology ay nagsisimula nang ituring na isang inilapat na disiplina sa matematika. Ang ikatlong yugto ay nagsisimula sa pagpapakawala ng paggawa " Ang pinakabagong mga destinasyon sa cryptography", na ipinamahagi noong 1976 ng mga mananaliksik na sina W. Diffie at M. Hellman. Sa gawaing ito, ipinakita ang posibilidad ng lihim na komunikasyon nang walang paunang pamamahagi ng isang lihim na paraan ng pag-encrypt ng key.

Sa video na ito, matututunan mo kung paano gumagana ang algorithm ng Diffie at Hellman sa isang simple at nauunawaang halimbawa.

Cryptology bilang isang agham: ang kasaysayan ng paglitaw ng BC

Noong unang panahon, kapag ang posibilidad ng pagsulat ay pag-aari ng ilang tao, ito ay itinuturing na isang paraan ng pagtatago ng impormasyon. Noong ika-10 siglo BC, lumitaw ang mga sinaunang ciphertext, na natagpuan noong archaeological excavations sa Mesopotamia. Ang mensahe ay nakasulat sa isang clay tablet, naglalaman ito ng isang recipe para sa paghahalo ng glaze para sa pagproseso ng mga produktong ceramic.

Sa kalagitnaan ng ika-9 na siglo BC, nagsimulang gumamit ng isang scytale, isang aparato para sa pag-encrypt. Ang scytal ay nagpapatakbo sa batayan ng pag-encrypt na may permutation. Upang matukoy ang teksto, kinakailangan na paikot-ikot ang nagresultang tape sa paligid ng kono. Sa lugar kung saan sila nabuo nababasang mga salita, natukoy ang kinakailangang diameter, sa tulong kung saan ito nabasa buong teksto. Ang pamamaraang ito ay naimbento ni Aristotle.

Noong 56 BC, aktibong ginamit ni Julius Caesar ang substitution cipher. Binubuo ito sa muling pagsulat ng alpabeto na may pagbabago sa isang tiyak na ikot ng numero sa ilalim ng alpabeto bukas na liham. Ang mga simbolo ng bukas na mensahe, na matatagpuan sa itaas, ay pinalitan ng mga simbolo ng mas mababang alpabeto.

Kasaysayan ng pag-unlad: ating panahon

Noong ika-5 siglo, ang pagbaba ng cryptographic development ay naobserbahan. Ito ay dahil sa pag-uusig ng simbahan sa cryptography, na kinikilala nito bilang pangkukulam. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga naka-encrypt na kaisipan ay hindi magagamit para sa pagbabasa ng mga empleyado ng simbahan.

Isinaalang-alang ni R. Bacon ang 7 sistema ng pagsulat ng cipher. Sa oras na iyon malaking bilang ng Ang mga lihim na pamamaraan ng pagsulat ay ginamit upang itago ang siyentipikong pananaliksik.
Sa ikalawang kalahati ng ika-15 siglo, sumulat ng aklat ang matematiko na si L.B. Albert habang nasa Vatican. Sa gawaing ito, isinaalang-alang ang mga pagpapalit ng cipher gamit ang 2 concentric na bilog. Ang isang bukas na alpabeto ay inilalarawan sa paligid ng perimeter ng isang bilog, at isang naka-encrypt na sistema ang inilarawan sa kahabaan ng perimeter ng isa pa.

Nagsulat si I. Tritemius ng isang aklat-aralin sa cryptography, na naging unang gawa ng naturang nilalaman. Siya ang nagmungkahi ng paraan ng pag-encrypt na "Ave Maria" gamit ang isang multi-valued na kapalit. Sa pamamaraang ito, bawat isa karakter ng titik ang teksto ay may pagkakaiba-iba ng mga pamalit. Sa pagtatapos ng pag-encrypt, nakuha ang isang pseudo-open letter.

Inimbento ni D. Cardano ang isang sistema ng pag-encrypt, na batay sa paggamit ng isang piraso ng karton, kung saan minarkahan ang sala-sala, at may mga butas na binibilang sa random na pagkakasunud-sunod. Upang makatanggap ng isang binagong mensahe, kinakailangan na magsulat ng mga titik sa mga butas alinsunod sa napiling pagnunumero.

Kasaysayan ng pag-unlad mula noong ika-17 siglo

Si Lord F. Bacon ay unang nagsimulang mag-encrypt ng mga titik gamit ang isang 5-digit na binary code na binubuo ng 0 at 1.

Noong ika-17 siglo, naimbento ang mga paraan ng pag-encrypt ng diksyunaryo, kung saan ang mga pagtatalaga ng titik ay isinulat sa 2 numero - ang numero ng numero ng linya at ang tiyak na numero ng titik sa linya ng napiling karaniwang aklat.

Gumamit si K. Gauss ng random na pag-encrypt ng mensahe. Sa loob nito, ang mga madalas na nagaganap na mga simbolo ay pinalitan ng mga pagtatalaga ng titik ng mga kaukulang grupo.

Hanggang sa ating panahon, ginamit ang cryptographic na pananaliksik upang mapanatili ang mga lihim ng estado, kaya ang mga espesyal na katawan ay nakabuo ng mga sistemang lumalaban. Sa ngayon, ang saklaw ng seguridad ng impormasyon ay aktibong nagpapalawak ng mga hangganan nito. Ito ay nagiging may kaugnayan sa isakatuparan pag-aanalisa ng systema paraan ng cryptography, isinasaalang-alang posibleng opsyon sila aktibong paggamit para magtago ng sikreto iba't ibang kondisyon. Gayundin mga nakaraang taon Ang pag-unlad ng cryptology ay nakikilala sa pamamagitan ng pag-unlad ang pinakabagong mga diskarte pag-encrypt ng data na maaaring pinakaaktibong gamitin upang baguhin ang sulat kumpara sa tradisyonal na cryptographic na pag-encrypt.

Sa video na ito, maaari mong malaman kung ano ang cryptography, asymmetric at asymmetric encryption sa isang naiintindihan at naa-access na wika. Siguraduhing iwanan ang iyong mga tanong at hiling

Mula sa pagdating ng pagsulat, umunlad ang naturang industriya siyentipikong kaalaman bilang poleograpiya- makasaysayan at pilolohikong disiplina na nag-aaral ng mga monumento sinaunang pagsulat upang maitatag ang lugar at oras ng kanilang pagkakalikha. Ang kaalaman sa poleograpiya ay batay din sa pag-aaral ng mga pagdadaglat ng pagsulat at kriptograpiya, mga pamamaraan ng kanilang pag-decode. Ang lahat ng ito ay humantong sa paglitaw ng isang bagong direksyon ng siyentipikong kaalaman sa poleograpiya, na, sa turn, ay humantong sa pagbuo ng isang pang-agham at inilapat na direksyon - cryptology(crypto-kriptos (Griyego) - lihim, nakatago; logic-logike (Griyego) - seksyon siyentipikong kaalaman tungkol sa mga paraan ng ebidensiya at pagtanggi). Gayunpaman, ang konseptong ito sa inilapat na aspeto ng teorya ng paghahatid ng impormasyon ay binibigyang kahulugan bilang agham ng paglikha at pagsusuri ng mga secure na sistema ng komunikasyon. Ang ganitong kahulugan, malayo sa ganap, ay nagpapakilala sa pundamental at inilapat na semantika ng direksyong pang-agham - cryptology, ngunit ito ay isang maliit na partikular na bahagi ng istruktura. Mas kumpleto direksyong siyentipiko Ang "cryptology" ay dapat bigyang-kahulugan bilang ang agham ng coding semantic statement.

Sa turn, ang pang-agham na direksyon na "cryptology" ay nahahati sa tatlong functionally dependent logical-mathematical at teknikal na direksyon Mga pangunahing salita: cryptography, cryptanalysis, steganography.

Cryptography(Greek kriptos - lihim, nakatago; graho - sumulat ako) - ang agham ng mga pamamaraan para sa pagprotekta ng impormasyon batay sa pagbabago nito gamit ang iba't ibang mga cipher at pagpapanatili ng pagiging maaasahan ng nilalaman ng semantiko.

Ang Cryptography ay isang sangay ng agham ng poleography na nag-aaral ng mga graphics ng mga cryptography system. Batay sa mga modernong posisyon ng teorya ng paghahatid ng impormasyon at teorya ng coding, ang cryptography ay tinukoy bilang isang sangay ng siyentipikong kaalaman tungkol sa mga pamamaraan para sa pagtiyak ng pagiging lihim at pagiging maaasahan ng data sa panahon ng paghahatid sa mga channel ng komunikasyon at ang kanilang imbakan sa mga operatiba at pangmatagalang memory device. .

Cryptoanalysis(Griyegong kriptos - lihim, nakatago; pagsusuri - pagkabulok) – ang agham ng mga pamamaraan para sa pagbubunyag at pagbabago ng data. Ang direksyong pang-agham na ito ay may dalawang layunin bilang paksa ng pag-aaral nito.

Ang unang layunin ay ang pag-aaral ng naka-encrypt na impormasyon upang maibalik ang semantiko na nilalaman ng orihinal na nilalaman nang hindi nalalaman ang susi sa pag-encrypt (conceptual recognition).

Ang pangalawang layunin ay ang pamemeke ng mga pinagmumulan ng dokumento batay sa pag-aaral at pagkilala sa mga pamamaraan ng cryptography upang makapaghatid ng maling impormasyon.

Steganography(stega-brand; graho-write) - isang paraan ng pagbabago ng impormasyon na nagtatago sa mismong katotohanan ng pagpapadala ng mensahe, isang pamamaraan na batay sa prinsipyo ng seguridad ng katalinuhan ng mga kumpidensyal na mensahe. Sa kasong ito, ang orihinal na mensahe ay maaaring iharap sa anyo ng isang speech signal, isang musikal na melody, isang signal ng imahe ng video, o isa pang text na dokumento.

Cryptography bilang inilapat na Agham ay umunlad mula noong ika-20 siglo BC. Halimbawa, sa panahon ng paghuhukay sinaunang kabihasnan matatagpuan sa Mesopotamia mga tabletang luad naglalaman ng cryptographic na pagsulat tungkol sa glazing ng pottery, i.e. ang mga unang ciphertext ay may ilang komersyal na katangian. Nang maglaon, nagsimulang ma-encrypt ang mga text na may likas na medikal, pagbili at pagbebenta ng mga hayop at real estate. Ang paghahanda at paghahatid ng mga ciphertext ay higit na binuo sa panahon ng pagsasagawa ng mga labanan. Ang relatibong malaking sukat ng mga aktibidad ng militar ay humantong sa pangangailangan na bumuo at magpatupad ng "maliit na mekanisasyon" para sa pag-encrypt ng mga lihim na mensahe. Kilala makasaysayang katotohanan, na inilarawan ng sinaunang Griyegong manunulat at mananalaysay na si Plutarch (ang may-akda ng " Pahambing na talambuhay”, na naglalaman ng 50 talambuhay ng mga kilalang Griyego at Romano), sa pagpapatupad ng operasyon ng pag-encrypt gamit ang "maliit na tool sa mekanisasyon" - ang "skital" na aparato sa pag-encrypt. Ang isang silindro ng isang ibinigay na diameter ay pinili bilang isang aparato sa pag-encrypt, kung saan ang isang strip ng papel na tape ay nasugatan. Ang orihinal na teksto ay naitala sa tape na ito, pagkatapos ay tinanggal ang tape mula sa silindro at sa mga puwang sa pagitan ng mga titik (L = 2PR) source code ang mga titik ng natural na alpabeto ay ipinasok nang arbitraryo. Kaya, ang isang hindi awtorisadong gumagamit ay hindi maaaring basahin ang naka-encrypt na mensahe at makilala ang orihinal na teksto nang hindi nalalaman ang diameter ng silindro. Ang susi upang ma-access ang naka-encrypt na impormasyon ay ang diameter ng silindro, na nagsilbing parehong mekanismo ng cipher-forming at isang decryption device. Sa kasong ito, ang decrypting device ay isang silindro ng parehong diameter tulad ng sa kaso ng pag-encrypt. Ang isang papel na tape na may nakasulat na ciphertext ay ipinulupot sa silindro na ito, at ang ciphertext ay na-decipher.

Ang pamamaraang ito ay ang prototype ng modernong simetriko cryptographic system (single-key encryption-decryption system).

Ang pamamaraang ito at ang encryption-decryption device mismo ay nagsilbi sa loob ng mahabang panahon, hanggang sa ang sinaunang Griyegong pilosopo at siyentipiko na si Aristotle ay nagpakita ng kanyang sarili bilang isang cryptanalyst at iminungkahi ang paggamit ng isang kono bilang isang cryptanalytic na aparato para sa pagkilala sa diameter ng isang silindro (scytal - ang encryption -decryption key) naka-encrypt na tape. Ang lugar sa silindro kung saan ito nabuo nababasang bahagi mga salita o buong salita, tinutukoy ang diameter ng silindro (wanderer).

Ang aktibong pagsasagawa ng mga labanan ay isang malakas na nakapagpapasigla na epekto sa pagbuo ng mga pamamaraan ng pag-encrypt-decryption para sa paghahatid ng mga lihim na mensahe. Kaya, noong 56 BC, sa panahon ng digmaan kasama ang mga Gaul, ang Romanong diktador na si C. Caesar, habang isinasailalim ang transalpine Gaul sa Roma, ay gumamit ng mga substitution cipher sa sistema para sa pagpapadala ng mga lihim na mensahe. Ang mga ganitong paraan ng pag-encrypt-decryption ay "Caesar cipher na may offset", "Caesar cipher na may keyword», « sistema ng affine pagpapalit", atbp.

AT huli XIX sa mga siglo, lumitaw ang mga mekanikal na aparato sa pag-encrypt na gumagana ayon sa paraan ng pagpapalit: ang gulong ng Bolton encryption; cipher M-94, na nasa serbisyo hukbong amerikano mula 1924 hanggang 1943. Ang karagdagang pagbabago ng produkto ng M-94 ay ang M-209 encryption machine, na binuo ng Swedish cryptographer na si B. Hagelin noong 1934 sa mga tagubilin ng mga espesyal na serbisyo ng Pransya. Ang cipher machine na ito ay ginawa sa isang serye ng higit sa 140 libong piraso at nasa serbisyo kasama ang hukbong Amerikano noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Tama na malakas na pag-unlad mekanismo ng pag-encrypt na natanggap at sa Nasi Alemanya kapag lumilikha ng Enigma cipher machine.

Ang mga siglo-lumang kasaysayan ng pag-unlad ng agham ng cryptography ay nagpapakita na medyo hanggang kamakailan lamang, ito ay naglalayong bumuo ng mga cryptographic system para sa mga layuning militar. Gayunpaman, sa Kamakailang mga dekada natagpuan ang siyentipikong direksyon na ito malawak na aplikasyon sa halos lahat ng lugar aktibidad ng tao, gumaganap ng mga function bilang cryptographic na proteksyon mga elektronikong mensahe mula sa hindi awtorisadong pang-unawa at pagkilala, at pagpapatunay (authentication) ng mga natanggap na elektronikong mensahe gamit ang mga electronic digital signature tool.

Sa isa sa kanyang mga gawa na "Applied Cryptography", ang American scientist na si Bruce Schneier ay ganap na nailalarawan ang kahalagahan ng cryptography sa isang pangungusap. kasalukuyang yugto pag-unlad teknolohiya ng impormasyon. Nabanggit niya na: "Ang pag-encrypt ay masyadong mahalaga upang iwanan lamang sa mga pamahalaan." Ang mga cryptographic na tool ay ang tanging at lubos na maaasahang paraan na nagsisiguro ng proteksyon ng impormasyon sa network teknolohiya ng kompyuter iba't ibang antas at mga appointment. Ang kaugnayan ng direksyon na ito ay isang hindi malabo na walang kondisyong hindi maikakaila na kadahilanan sa lahat ng mga lugar ng pampublikong administrasyon at komersyal na aktibidad: pagtatanggol, pagpapatupad ng batas, pang-ekonomiya, pagbabangko, komersyal, pang-edukasyon, atbp.

Kapag nag-cryptography ng mga bukas na elektronikong mensahe kapag ipinapadala ang mga ito sa pamamagitan ng bukas na mga pampublikong channel, kabilang ang mga channel ng teknolohiya sa Internet, mayroong tatlong pangunahing pamamaraan:

Symmetric (single-key) na paraan ng conversion bukas na mga mensahe;

Asymmetric (two-key) na paraan ng pag-convert ng mga bukas na mensahe (public key cryptography);

Pinagsamang pamamaraan pagbabago ng mga bukas na mensahe.

Ang pinakalaganap sa bukas na network ng mga teknolohiya ng computer sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad at pagpapatakbo ng proteksyon ng cryptographic at mga sistema ng pagpapatunay mga elektronikong dokumento at mga mensaheng natanggap ang pinagsamang mga cryptographic system na pinagsasama ang mga pakinabang ng simetriko at walang simetrya na pagbabago.

Ang paraan ng asymmetric na pagbabago ng mga bukas na mensahe ay ipinatupad sa mga cryptographic system na may pampublikong susi. Karagdagang pag-unlad paraan ng asymmetric transformation, na nakatanggap ng pinakalaganap sa kasalukuyang yugto at tinukoy bilang ang pinaka-promising, isang paraan para sa pagbuo ng mga cryptographic system batay sa teoretikal na mga probisyon elliptic curves. Sa una, ang teorya ng pagbuo ng mga cryptographic system batay sa mga asymmetric na pamamaraan ay dapat isaalang-alang sa batayan ng mga pampublikong key cryptosystem.

Ang ikalawang kabanata - "Mga Kahulugan at Pag-uuri" - ay napakaikli din, nagsasalita para sa sarili nito. Nagbibigay ito ng mga kahulugan at ilang talakayan ng mga pangunahing konsepto ng modernong cryptology. Ang dalawang pinakakilalang naturang kandidato ay idinisenyo sa ilang sandali matapos ipakilala nina Diffie at Hellman ang konsepto ng public-key cryptography. Ang isa sa mga ito ay ang tinatawag na Merkle knapsack cryptosystem (R.C. Randomness at cryptography ay napakalapit na magkaugnay. Ang pangunahing layunin ng cryptosystems ay upang baguhin ang hindi random na makabuluhang plaintexts sa isang tila random na gulo. Ang public-key cryptography ay higit na nilulutas ang pangunahing problema sa pamamahagi , na medyo seryoso para sa cryptography na may lihim na susi. Ang probabilistic encryption system na ginagamit sa ganitong paraan sa sa ilang lawak halos kapareho sa isang public key system.

At ang cryptology ay isang uri ng trend na nakikibahagi sa siyentipikong pag-aaral at pag-unlad ng mga pamamaraan, pamamaraan, paraan ng cryptographic na pag-encrypt ng impormasyon. Ang Cryptology ay isang siyentipikong kilusan na nag-aaral ng mga isyu ng ligtas na komunikasyon gamit ang mga naka-encrypt na pangungusap. Ang Cryptography ay isang agham na nag-aaral ng isang secure na diskarte sa komunikasyon, ang paglikha ng mga secure na system na nagbibigay ng encryption. Ang cryptanalysis ay isang sangay na nagsasaliksik sa posibilidad ng pagbabasa ng teksto nang hindi gumagamit ng susi, ibig sabihin, pinag-aaralan nito ang mga posibilidad ng pagsira.

Cryptology at cryptography

Ang inilapat na cryptography, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ay higit na nababahala sa paglalapat ng mga nagawa ng teoretikal na kriptograpiya sa mga pangangailangan ng mga partikular na aplikasyon sa pagsasanay. 1.1 Ang mga unang konsepto ng cryptology. Ang cryptology ay karaniwang nahahati sa dalawang bahagi: cryptography at cryptanalysis, alinsunod sa mga aspeto ng synthesis at analysis. Ang kriptograpiya ay ang agham ng mga pamamaraan ng seguridad, ibig sabihin, ito ay mas nababahala sa synthesis ng mga system. Mayroon tayong ibang terminolohiya sa ating bansa, noong ginamit ang terminong "cryptography" para pangalanan ang buong agham, at tinawag na decryption ang cryptanalysis.

Ang cryptology ay binubuo ng dalawang bahagi - cryptography at cryptanalysis.

Ang ikalawang yugto ay nagsimula noong 1949, lalo na ang pagpapalabas ng gawain ni K. Shannon, na isinasaalang-alang ang komunikasyon sa mga lihim na sistema. Sa gawaing ito, pangunahing pinag-aaralan ng mananaliksik ang mga cipher at ang pinakamahalagang tanong na nagmumula sa kanilang katatagan. Ang ikatlong yugto ay nagsisimula sa paglabas ng akdang "Mga Kamakailang Trend sa Cryptography", na ipinamahagi noong 1976 ng mga mananaliksik na sina W. Diffie at M. Hellman. Sa kalagitnaan ng ika-9 na siglo BC, nagsimulang gumamit ng isang scytale, isang aparato para sa pag-encrypt. Isinaalang-alang ni R. Bacon ang 7 sistema ng pagsulat ng cipher. Sa panahong ito, isang malaking bilang ng mga lihim na pamamaraan ng pagsulat ang ginamit upang pagtakpan ang siyentipikong pananaliksik. Nagsulat si I. Tritemius ng isang aklat-aralin sa cryptography, na naging unang gawa ng naturang nilalaman.

Cryptology at ang mga pangunahing yugto ng pag-unlad nito.

Ang sumusunod na tatlong panahon ng pag-unlad ng cryptology ay maaaring makilala. Ang unang panahon ay ang panahon ng pre-scientific cryptology, na isang craft - marami makitid na bilog mga bihasang manggagawa. Ang simula ng ikalawang panahon ay maaaring isaalang-alang noong 1949, nang lumitaw ang gawain ni K. Shannon na "Teorya ng Komunikasyon sa Mga Lihim na Sistema", kung saan ang isang pangunahing Siyentipikong pananaliksik cipher at kritikal na isyu kanilang katatagan. Salamat sa gawaing ito, nabuo ang cryptology bilang inilapat na disiplina sa matematika. At, sa wakas, ang simula ng ikatlong yugto ay inilatag sa pamamagitan ng paglitaw noong 1976 ng gawain ni W. Diffie, M. Hellman "Mga Bagong Direksyon sa Cryptography", na nagpapakita na ang lihim na komunikasyon ay posible nang walang paunang paghahatid ng lihim na susi. Ganito nagsimula at nagpapatuloy hanggang ngayon. mabilis na pagunlad kasama ng maginoo classical cryptography at public key cryptography.

Ilang siglo na ang nakalilipas, ang mismong paggamit ng pagsulat ay maaaring ituring bilang isang paraan ng pagtatago ng impormasyon, dahil ang pagkakaroon ng pagsusulat ay marami sa iilan.

Ang problema sa pagprotekta sa impormasyon sa pamamagitan ng pagbabago nito ay tinatalakay cryptology(kryptos - lihim, logo - agham). Ang cryptology ay nahahati sa dalawang lugar - kriptograpiya at cryptoanalysis. Ang mga layunin ng mga direksyong ito ay direktang kabaligtaran.

Cryptography nakikibahagi sa eksplorasyon at pananaliksik mga pamamaraan sa matematika pagbabago ng impormasyon. Ito ay ang pagtatago ng kahulugan ng mensahe sa pamamagitan ng encryption at pagsisiwalat nito sa pamamagitan ng decryption.

Lugar ng interes cryptanalysis - pag-aaral ng posibilidad ng pag-decrypt ng impormasyon nang hindi nalalaman ang mga susi.

Kasama sa modernong cryptography ang apat pangunahing seksyon:

1. Symmetric cryptosystems.

2. Mga Cryptosystem na may pampublikong susi

3. Electronic signature system.

4. Pangunahing pamamahala.

Ang mga pangunahing direksyon ng paggamit ng mga pamamaraan ng cryptographic ay ang paglipat ng kumpidensyal na impormasyon sa mga channel ng komunikasyon (halimbawa, Email), pagpapatunay ng mga ipinadalang mensahe, pag-iimbak ng impormasyon (mga dokumento, database) sa media sa naka-encrypt na anyo.

Mga pamamaraan ng cryptographic para sa pagprotekta ng impormasyon sa mga awtomatikong sistema maaaring magamit pareho upang protektahan ang impormasyong naproseso sa isang computer o naka-imbak sa iba't ibang uri memorya, at upang isara ang impormasyong ipinadala sa pagitan iba't ibang elemento mga linya ng komunikasyon. Cryptographic transformation bilang isang paraan ng pagpigil sa hindi awtorisadong pag-access sa impormasyon ay mayroon mga siglo ng kasaysayan. Sa kasalukuyan, isang malaking bilang ng iba't ibang pamamaraan encryption, teoretikal at praktikal na pundasyon kanilang mga aplikasyon. Ang karamihan sa mga pamamaraang ito ay maaaring matagumpay na magamit upang isara ang impormasyon.

Mga Paraan ng Pagbabago ng Cryptographic Data

Kaya, ginagawang posible ng cryptography na baguhin ang impormasyon sa paraang ang pagbabasa nito (pagpapanumbalik) ay posible lamang kung ang susi ay kilala.

Ilista muna natin ang ilang pangunahing konsepto at kahulugan.

alpabeto - isang may hangganan na hanay ng mga palatandaan na ginagamit upang i-encode ang impormasyon.

Teksto - isang nakaayos na hanay ng mga elemento ng alpabeto.

Ang mga sumusunod ay mga halimbawa ng mga alpabeto na ginamit sa modernong IS:

alpabeto Z 33 - 32 titik ng alpabetong Ruso at isang puwang;

alpabeto Z 256 - mga character na kasama sa mga karaniwang code na ASCII at KOI-8;

binary alphabet - Z 2 = (0,1); octal o hexadecimal na alpabeto.

Ang pag-encrypt ay isang proseso ng pagbabago: ang orihinal na teksto, na tinatawag ding plaintext, ay pinalitan ng ciphertext.

Pag-decryption - reverse encryption na proseso. Batay sa susi, ang ciphertext ay na-convert sa orihinal.

Susi - impormasyong kailangan para sa maayos na pag-encrypt at pag-decryption ng mga teksto.

kanin. 3.1. Pamamaraan sa Pag-encrypt ng File

Sistema ng cryptographic ay isang pamilya ng Ttransformations ng plaintext. Ang mga miyembro ng pamilyang ito ay ini-index o tinutukoy ng k; parameter k ay susi.

Key space SA - ito ay isang set posibleng mga halaga susi. Karaniwan ang susi ay isang magkakasunod na serye ng mga titik ng alpabeto.

Ang mga cryptosystem ay nahahati sa simetriko at pampublikong susi.

AT simetriko cryptosystems ginagamit para sa parehong pag-encrypt at pag-decryption isa at iyon ang aking susi.

AT pampublikong key system dalawang key ang ginagamit - pampubliko at pribado, na may kaugnayan sa matematika sa isa't isa. Ang impormasyon ay naka-encrypt gamit ang isang pampublikong susi, na magagamit ng lahat, at na-decrypt gamit ang isang pribadong key, na alam lamang ng tatanggap ng mensahe.

Mayroong dalawang pangunahing pamamaraan encryption: simetriko at walang simetriko. Sa una sa mga ito, ang parehong susi (pinananatiling lihim) ay ginagamit para sa parehong pag-encrypt at decryption datos. Napakahusay (mabilis at maaasahan) na mga pamamaraan ng simetriko na pag-encrypt ay binuo.

kanin. 11.1. Paggamit ng simetriko na paraan ng pag-encrypt

Ang pangunahing kawalan ng simetriko na pag-encrypt ay iyon Ang sikretong susi dapat malaman ng nagpadala at ng tatanggap. Sa isang banda, lumilikha ito bagong problema pamamahagi ng mga susi. Sa kabilang banda, ang tatanggap, batay sa pagkakaroon ng isang naka-encrypt at naka-decrypt na mensahe, ay hindi maaaring patunayan na natanggap niya ang mensaheng ito mula sa isang partikular na nagpadala, dahil maaari niyang bumuo ng parehong mensahe sa kanyang sarili.

Ang mga pamamaraang walang simetriko ay gumagamit ng dalawang susi. Ang isa sa mga ito, hindi lihim (maaari itong mai-publish kasama ng iba pang pampublikong impormasyon tungkol sa gumagamit), ay ginagamit para sa pag-encrypt, ang isa pa (lihim, alam lamang ng tatanggap) ay ginagamit para sa pag-decryption. Ang pinakasikat sa mga walang simetriko ay ang RSA (Rivest, Shamir, Adleman) na pamamaraan, na batay sa mga operasyon sa malaki (sabihin, 100-digit) mga pangunahing numero at ang kanilang mga gawa.

Ilarawan natin ang paggamit ng asymmetric encryption (tingnan ang Figure 11.2).

kanin. 11.2. Gumagamit ng asymmetric na paraan ng pag-encrypt.

Ang isang makabuluhang kawalan ng mga pamamaraan ng asymmetric na pag-encrypt ay ang kanilang mababang pagganap, kaya ang mga pamamaraan na ito ay kailangang pagsamahin sa mga simetriko (ang mga pamamaraan ng asymmetric ay 3-4 na mga order ng magnitude na mas mabagal). Kaya, upang malutas ang problema ng mahusay na pag-encrypt sa paglipat ng sikretong susi na ginamit ng nagpadala, ang mensahe ay unang simetriko na naka-encrypt gamit ang isang random na susi, pagkatapos ang susi na ito ay naka-encrypt gamit ang pampublikong asymmetric key ng tatanggap, pagkatapos nito ang mensahe at ang Ang susi ay ipinadala sa network.

Mga tuntunin "key distribution" at "Susing Pamamahala" sumangguni sa mga proseso ng sistema ng pagpoproseso ng impormasyon, ang nilalaman nito ay ang pagsasama-sama at pamamahagi ng mga susi sa pagitan ng mga gumagamit.

Electronic (digital) na lagda tinatawag nitong cryptographic transformation na naka-attach sa text, na nagbibigay-daan, sa pagtanggap ng text ng isa pang user, na i-verify ang authorship at authenticity ng mensahe.

Paglaban sa Crypto ay tinatawag na katangian ng isang cipher na tumutukoy sa paglaban nito sa decryption nang hindi nalalaman ang susi (i.e., cryptanalysis). Mayroong ilang mga tagapagpahiwatig ng lakas ng cryptographic, kabilang ang:

ang bilang ng lahat ng posibleng mga susi;

average na oras na kinakailangan para sa cryptanalysis.

pagbabagong-anyo T sa,. ay tinutukoy ng kaukulang algorithm at ang halaga ng parameter k. Ang pagiging epektibo ng pag-encrypt upang maprotektahan ang impormasyon ay nakasalalay sa pagpapanatili ng sikreto ng susi at ang lakas ng cryptographic ng cipher.

Ang proseso ng cryptographic na pagsasara ng data ay maaaring isagawa kapwa sa software at sa hardware. Ang pagpapatupad ng hardware ay makabuluhang mas mahal, ngunit mayroon din itong mga pakinabang: mataas na pagganap, pagiging simple, seguridad, atbp. Ang Pagpapatupad ng Software ay mas praktikal, na nagbibigay-daan sa isang tiyak na kakayahang umangkop sa paggamit.

Para sa modernong cryptographic information security system, ang mga sumusunod na karaniwang tinatanggap na mga kinakailangan ay binuo:

ang naka-encrypt na mensahe ay dapat na mababasa lamang kung ang susi ay naroroon;

ang bilang ng mga operasyong kinakailangan upang matukoy ang ginamit na encryption key mula sa isang fragment ng isang naka-encrypt na mensahe at ang kaukulang plaintext ay dapat na hindi bababa sa kabuuang bilang posibleng mga susi;

ang bilang ng mga operasyon na kinakailangan upang i-decrypt ang impormasyon sa pamamagitan ng paghahanap sa lahat ng posibleng mga susi ay dapat magkaroon ng isang mahigpit na mas mababang pagtatantya at lumampas sa mga kakayahan ng mga modernong computer (isinasaalang-alang ang posibilidad ng paggamit ng network computing);

ang kaalaman sa algorithm ng pag-encrypt ay hindi dapat makaapekto sa pagiging maaasahan ng proteksyon;

ang isang bahagyang pagbabago sa susi ay dapat na humantong sa isang makabuluhang pagbabago sa anyo ng naka-encrypt na mensahe, kahit na ginagamit ang parehong key;

mga elemento ng istruktura ang mga algorithm ng pag-encrypt ay dapat na hindi nagbabago;

Ang mga karagdagang bit na ipinapasok sa mensahe sa panahon ng proseso ng pag-encrypt ay dapat na ganap at ligtas na nakatago sa ciphertext;

ang haba ng ciphertext ay dapat katumbas ng haba orihinal na teksto;

dapat walang simple at madaling maitatag na mga dependency sa pagitan ng mga key na sunud-sunod na ginagamit sa proseso ng pag-encrypt;

anumang susi mula sa hanay ng mga posible ay dapat magbigay ng maaasahang proteksyon ng impormasyon;

dapat pahintulutan ng algorithm ang parehong pagpapatupad ng software at hardware, habang ang pagpapalit ng haba ng key ay hindi dapat humantong sa isang qualitative deterioration ng encryption algorithm.

Isaalang-alang ang pag-uuri ng mga cryptographic closure algorithm.

1 Pag-encrypt

1.1 PALIT (PAMALI)

1.1.1. Simple (one-alphabetic) 1.1.2. Multi-alphabetic single-circuit ordinary 1.1:3. Multi-alphabetic single loop monophonic

1. 1.4. Polyalphabetic multiloop

1.2. KAPALIT

1.2.1. Simple 1.2.2. Kumplikado ayon sa talahanayan 1.2.3. Kumplikado sa mga ruta

1.3. ANALYTICAL CONVERSION

1.3.1. Gamit ang Matrix Algebra

1.3.2. Para sa mga espesyal na dependency

1.4. PAGSUSULA

1.4.1. Na may limitadong maikling sukat

1.4.2. Na may hangganang mahabang gamma

1.4.3. Na may walang katapusang saklaw

1.5. SAMA-SAMA NA PARAAN

1.5.1. Pagpapalit at permutasyon 1.5.2. Pagpapalit at pagsukat 1.5.3. Permutation at paglalaro

1.5.4. Paglalaro at paglalaro

2. Encoding

2.1. semantiko

2.1.1. Ayon sa mga espesyal na talahanayan (mga diksyunaryo)

2.2. SIMBOLIKO

2.2.1. Sa pamamagitan ng code alphabet

3. Iba pang mga uri

3.1. I-CUT-EXPLORE

3.1.1. Semantiko 3.1.2. Mekanikal

3.2. COMPRESSION-EXPANSION

Sa ilalim pag-encrypt ang ganitong uri ng cryptographic na pagsasara ay nauunawaan, kung saan ang bawat karakter ng protektadong mensahe ay sumasailalim sa pagbabago. Lahat mga kilalang paraan Ang encryption ay maaaring nahahati sa limang grupo: pagpapalit (pagpapalit), permutation, analytical transformation, gamma at pinagsamang encryption. Ang bawat isa sa mga pamamaraang ito ay maaaring magkaroon ng ilang uri.

Sa ilalim coding ang ganitong uri ng cryptographic na pagsasara ay nauunawaan kapag ang ilang elemento ng protektadong data (ito ay hindi kinakailangang mga indibidwal na character) ay pinalitan ng mga paunang napiling code (numeric, alphabetic, alphanumeric na kumbinasyon, atbp.). Ang pamamaraang ito ay may dalawang uri: semantic at symbolic coding. Sa semantic coding, ang mga naka-encode na elemento ay may ganap tiyak na kahulugan(mga salita, pangungusap, pangkat ng mga pangungusap). Sa pag-encode ng character, ang bawat karakter ng protektadong mensahe ay naka-encode. Ang simbolikong pag-encode ay mahalagang kapareho ng pagpapalit na pag-encrypt.

Polyalphabetic substitution - ang pinakasimpleng uri ng pagbabagong-anyo, na binubuo sa pagpapalit ng mga character ng pinagmulang teksto ng iba (ng parehong alpabeto), higit pa o mas kaunti kumplikadong tuntunin. Upang matiyak ang mataas na lakas ng cryptographic, kinakailangan ang paggamit ng malalaking key.

Mga permutasyon - isang simpleng paraan ng cryptographic transformation. Ginagamit ito, bilang panuntunan, kasama ng iba pang mga pamamaraan.

Pagsusugal - ang pamamaraang ito ay binubuo sa pagpapataw sa pinagmulang teksto ng ilang pseudo-random na sequence na nabuo batay sa susi.

I-block ang mga cipher kumakatawan sa isang pagkakasunud-sunod (na may posibleng pag-uulit at paghahalili) ng mga pangunahing pamamaraan ng pagbabagong inilapat sa isang bloke (bahagi) ng naka-encrypt na teksto. Sa pagsasagawa, ang mga block cipher ay mas karaniwan kaysa sa "purong" pagbabagong-anyo ng isang klase o iba pa dahil sa kanilang mas mataas na lakas ng cryptographic. Ang mga pamantayan sa pag-encrypt ng Russian at American ay batay sa partikular na klase ng mga cipher na ito.

Upang ibang mga klase Ang mga paraan ng pagsasara ng cryptographic ay itinalaga slicing-expanding at data compression Ang dissection-expansion ay binubuo sa katotohanan na ang hanay ng mga protektadong data ay nahahati (nahiwa-hiwalay) sa mga naturang elemento, na bawat isa ay hindi pinapayagan na ibunyag ang nilalaman ng protektadong impormasyon. Ang mga elemento ng data na pinili sa ganitong paraan ay ipinamamahagi sa iba't ibang memory zone o matatagpuan sa iba't ibang media. Ang data compression ay ang pagpapalit ng mga madalas na nagaganap na magkakaparehong mga string ng data o mga pagkakasunud-sunod ng magkaparehong mga character na may ilang mga paunang napiling mga character.

Lumitaw ang mga lihim na naka-encrypt na mensahe upang maprotektahan ang nilalaman ng teksto sinaunang panahon sa bukang-liwayway ng sibilisasyon. May katibayan na ang mga pamamaraan ng lihim na pagsulat ay kilala na sa mga sinaunang sibilisasyon ng India, Egypt at Mesopotamia.

Sa ngayon, ang agham ng cryptology ay nakikibahagi sa mga pamamaraan ng pag-encrypt at pag-decryption (mula sa ibang Greek κρυπτoς - nakatago at λoγος - salita). Ang cryptology ay binubuo ng dalawang bahagi - cryptography at cryptanalysis. Ang Cryptography ay tumatalakay sa pagbuo ng mga pamamaraan para sa pag-encrypt ng data, habang ang cryptanalysis ay tumatalakay sa pagsusuri ng malakas at mga kahinaan mga paraan ng pag-encrypt, pati na rin ang pagbuo ng mga pamamaraan na nagpapahintulot sa pagsira sa mga cryptosystem.

Ang salitang cryptology ay matatagpuan sa wikang Ingles mula noong ika-17 siglo, at orihinal na nangangahulugang "secrecy in speech"; sa modernong kahulugan ay ipinakilala ng Amerikanong siyentipiko na si William Friedman at pinasikat ng manunulat na si David Kahn.

Ang kasaysayan ng cryptography, na may bilang na mga 4 na libong taon, ay maaaring hatiin sa ilang mga panahon depende sa mga pamamaraan ng pag-encrypt na ginamit.

Ang unang panahon (humigit-kumulang mula sa ika-3 milenyo BC) ay nailalarawan sa pamamagitan ng pangingibabaw ng mga monoalphabetic cipher (ang pangunahing prinsipyo ay ang pagpapalit ng alpabeto ng orihinal na teksto ng isa pang alpabeto sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga titik sa iba pang mga titik o simbolo).

Ang ikalawang yugto (mula sa ika-9 na siglo sa Gitnang Silangan (Al-Kindi) at mula sa ika-15 siglo sa Europa (Leon Battista Alberti) hanggang sa simula ng ika-20 siglo) ay minarkahan ng pagpapakilala ng mga polyalphabetic cipher.

Ang ikatlong panahon (mula sa simula hanggang sa kalagitnaan ng ika-20 siglo) ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga electromechanical na aparato sa gawain ng mga cryptographer. Kasabay nito, nagpatuloy ang paggamit ng mga polyalphabetic cipher.

Ang ika-apat na panahon (mula sa gitna hanggang 70s ng XX siglo) ay ang panahon ng paglipat sa mathematical cryptography. Sa trabaho ni Shannon, mahigpit mga kahulugan ng matematika dami ng impormasyon, paghahatid ng data, entropy, mga function ng pag-encrypt. Ang isang obligadong yugto sa paglikha ng isang cipher ay ang pag-aaral ng kahinaan nito sa iba't ibang kilalang pag-atake - linear at differential cryptanalysis. Hanggang 1975, gayunpaman, ang cryptography ay nanatiling "classical" (secret-key cryptography).

Ikalima, modernong panahon Ang pag-unlad ng cryptography (mula sa huling bahagi ng 1970s hanggang sa kasalukuyan) ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglitaw ng public-key cryptography. Ang hitsura nito ay minarkahan hindi lamang ng mga bagong teknikal na kakayahan, kundi pati na rin ng medyo malawak na pagkalat ng cryptography para sa paggamit ng mga pribadong indibidwal. Legal na regulasyon paggamit ng cryptography ng mga indibidwal sa iba't-ibang bansa malaki ang pagkakaiba-iba - mula sa pahintulot hanggang sa kabuuang pagbabawal.

Ang modernong cryptography ay bumubuo ng isang hiwalay na direksyong pang-agham sa intersection ng matematika at computer science - ang mga gawa sa lugar na ito ay nai-publish sa mga siyentipikong journal nakaayos ang mga regular na kumperensya. Praktikal na paggamit Ang cryptography ay naging mahalagang bahagi ng buhay modernong lipunan- ginagamit ito sa mga industriya tulad ng e-commerce, pamamahala ng elektronikong dokumento (kabilang ang mga digital na lagda), telekomunikasyon at iba pa.