Per visą savo istoriją žmogus jautė poreikį užšifruoti tam tikrą informaciją. Nenuostabu, kad iš šio poreikio išaugo visas mokslas – kriptografija. Ir jei anksčiau kriptografija didžiąja dalimi tarnavo išimtinai valstybės interesams, tai atsiradus internetui jos metodai tapo privačių asmenų nuosavybe ir yra plačiai naudojami įsilaužėlių, informacijos laisvės aktyvistų ir visų, norinčių užšifruoti savo duomenis. tinklo vienokiu ar kitokiu laipsniu.
FURFUR pradeda straipsnių apie kriptografiją ir jos naudojimą seriją. Pirmoji medžiaga yra įvadinė: leidimo istorija ir pagrindiniai terminai.
Formaliai kriptografija (iš graikų kalbos - „slaptas rašymas“) apibrėžiama kaip mokslas, užtikrinantis pranešimo slaptumą. Pirmąjį mokslinį darbą apie kriptografiją parašiusiu pradininku laikomas Enėjas Taktikas, savo žemiškąją kelionę baigęs gerokai prieš Kristaus gimimą. Indija ir Mesopotamija taip pat bandė užšifruoti savo duomenis, tačiau pirmosios patikimos apsaugos sistemos buvo sukurtos Kinijoje. Senovės Egipto raštininkai dažnai naudojo sudėtingas rašymo technikas, kad atkreiptų dėmesį į savo tekstus. Dažniausiai informacijos šifravimas buvo naudojamas kariniais tikslais: plačiai žinomas Scytale šifras, kurį Sparta naudojo prieš Atėnus V amžiuje prieš Kristų. e.
Viduramžiais aktyviai vystėsi kriptografija, o daugybė diplomatų ir pirklių naudojo šifravimą. Vienas garsiausių viduramžių šifrų yra Codex Copiale – elegantiško dizaino rankraštis su vandens ženklais, kuris dar neiššifruotas. Renesansas buvo kriptografijos aukso amžius: jį tyrinėjo Francis Bacon, aprašęs septynis paslėpto teksto metodus. Jis taip pat pasiūlė dvejetainį šifravimo metodą, panašų į tą, kuris mūsų laikais buvo naudojamas kompiuterių programose. Telegrafo atsiradimas turėjo didelės įtakos kriptografijos raidai: pats duomenų perdavimo faktas nebebuvo slaptas, o tai privertė siuntėjus sutelkti dėmesį į duomenų šifravimą.
Pirmojo pasaulinio karo metu kriptografija tapo nusistovėjusia kovos priemone. Priešo pranešimų išaiškinimas davė nuostabių rezultatų. Amerikos žvalgybos agentūroms perėmus Vokietijos ambasadoriaus Arthuro Zimmermanno telegramą, JAV pradėjo karo veiksmus sąjungininkų pusėje.
Antrasis pasaulinis karas pasitarnavo kaip kompiuterinių sistemų kūrimo katalizatorius – per kriptografiją. Naudotos šifravimo mašinos (vokiška Enigma, angliška Tiuringo bomba) aiškiai parodė gyvybiškai svarbią informacijos valdymo svarbą. Pokario laikais daugelis vyriausybių įvedė moratoriumą kriptografijos naudojimui. Pagrindiniai darbai buvo paskelbti tik slaptų ataskaitų pavidalu - pavyzdžiui, Claude'o Shannono knyga „Slaptų sistemų ryšių teorija“, kurioje kriptografija buvo traktuojama kaip naujas matematinis mokslas.
Vyriausybės monopolija žlugo tik 1967 m., kai buvo išleista Davido Kahno knyga „The Code Breakers“. Knygoje išsamiai išnagrinėta visa kriptografijos ir kriptoanalizės istorija. Po jo paskelbimo atviroje spaudoje pradėjo pasirodyti ir kiti kriptografijos darbai. Kartu susiformavo modernus požiūris į mokslą, aiškiai apibrėžti pagrindiniai reikalavimai šifruotai informacijai: konfidencialumas, neatsekamumas ir vientisumas. Kriptografija buvo padalinta į dvi sąveikaujančias dalis: kriptosintezę ir kripto analizę. Tai yra, kriptografai užtikrina informacijos saugumą, o kriptoanalitikai, priešingai, ieško būdų, kaip nulaužti sistemą.
Wehrmacht Enigma („Enigma“)
Trečiojo Reicho šifravimo mašina. Kodas sukurtas naudojant Enigma
laikomas vienu stipriausių naudotų Antrajame pasauliniame kare.
Turing Bombe
Dekoderis, sukurtas vadovaujant Alanui Turingui. Jo naudojimas
leido sąjungininkams suskaidyti, atrodytų, monolitinį Enigmos kodą.
Šiuolaikiniai kriptografijos naudojimo metodai
Prieinamo interneto atsiradimas perkėlė kriptografiją į naują lygį. Kriptografijos metodai tapo plačiai naudojami elektroninėje prekyboje, telekomunikacijose ir daugelyje kitų aplinkų. Pirmasis įgijo ypatingą populiarumą ir paskatino naujos, valstybės nekontroliuojamos valiutos – Bitcoin – atsiradimą.
Daugelis entuziastų greitai suprato, kad banko pavedimas, žinoma, yra patogus, bet netinka įsigyti tokių malonių kasdienių dalykų kaip ginklai ar „medžiagos“. Jis taip pat netinka pažengusiems paranojos atvejams, nes reikalauja privalomo gavėjo ir siuntėjo autentifikavimo.
Analoginę skaičiavimo sistemą pasiūlė vienas iš toliau aptartų „ciferpankų“, jaunas programuotojas Wei Dai. Jau 2009 metais Satoshi Nakamoto (kurį daugelis šventai laiko ištisa įsilaužėlių grupe) sukūrė naujo tipo mokėjimo sistemą – BitCoin. Taip gimė kriptovaliuta. Jo operacijoms nereikia tarpininko banko ar kitos finansų institucijos pavidalu ir jų negalima sekti. Tinklas yra visiškai decentralizuotas, bitkoinų negalima užšaldyti ar konfiskuoti, be to, jie yra visiškai apsaugoti nuo vyriausybės kontrolės. Tuo pačiu metu Bitcoin galima atsiskaityti už bet kokias prekes – gavus pardavėjo sutikimą.
Naujus elektroninius pinigus gamina patys vartotojai, kurie suteikia savo mašinų skaičiavimo galią visai BitCoin sistemai valdyti. Tokia veikla vadinama kasyba. Vien kasyba nėra labai pelninga, daug lengviau naudoti specialius serverius – baseinus. Jie sujungia kelių dalyvių išteklius į vieną tinklą ir tada paskirsto gautą pelną.
Didžiausia bitkoinų pirkimo ir pardavimo platforma yra Japonijos kalnas. Gox, per kurią pasaulyje atliekama 67% sandorių. Aistringi anoniminiai vartotojai teikia pirmenybę rusiškam BTC-E: registracijai čia nereikia vartotojo tapatybės. Kripto valiutos kursas yra gana nestabilus ir jį lemia tik pasiūlos ir paklausos balansas pasaulyje. Perspėjimas naujokams – gerai žinoma istorija, kaip vieno iš vartotojų picai išleisti 10 tūkstančių vienetų po kurio laiko virto 2,5 milijono dolerių.
„Pagrindinė įprastinės valiutos problema yra ta, kad jai reikia pasitikėjimo. Centrinis bankas reikalauja pasitikėjimo savimi ir savo valiuta, tačiau fiat pinigų istorija kupina pasitikėjimo erozijos pavyzdžių. Atsiradus elektroninei valiutai, pagrįstai patikima kriptografija, nebereikia pasitikėti „sąžiningu dėde“, mūsų pinigai gali būti saugiai saugomi, o jų naudojimas tampa paprastas ir patogus.
Satoshi Nakamoto, įsilaužėlis
Terminija
Pagrindiniai operatoriai yra originalus pranešimas (paprastas tekstas, paprastas tekstas) ir jo modifikacija (šifruotas tekstas, šifruotas tekstas). Iššifravimas yra šifruoto teksto pavertimo paprastu tekstu procesas. Pradedančiam kriptografui svarbu atsiminti keletą kitų terminų:
ALISA, IEVA IR BOBAS (ALISA)
Tam tikri žaidimo dalyvių vardai padeda sumažinti kriptovaliutų protokolo aprašymą iki matematinės formulės: Alisa ir Bobas. Priešas dabartinėje kriptosistemoje yra įvardijamas kaip Ieva (pasiklausytojas – pasiklausytojas). Retais atvejais vardas keičiasi, bet priešas visada išlieka moteriškas.
AUTONOMINĖ ELEKTRONINĖ MOKĖJIMO SISTEMA (NEPRISIJUNGTA E. GRYNŲJŲ SISTEMA)
Jos dėka pirkėjas ir pardavėjas gali dirbti tiesiogiai, nedalyvaujant išduodančiam bankui. Šios sistemos trūkumas yra papildoma operacija, kurią pardavėjas atlieka pervesdamas gautus pinigus į savo banko sąskaitą.
ANONIMUS (ANONIMiškumas)
Ši koncepcija reiškia, kad veiksmo dalyviai gali dirbti konfidencialiai. Anonimiškumas gali būti absoliutus arba atšaukiamas (sistemose, kuriose dalyvauja trečioji šalis, arbitras). Arbitras tam tikromis sąlygomis gali nustatyti bet kurio žaidėjo tapatybę.
PRINEŠAS
Įsibrovėlis. Juo siekiama pažeisti protokolo privatumo perimetrą. Paprastai kriptovaliutų protokolą naudojantys dalyviai vienas kitą suvokia kaip galimus priešininkus – pagal nutylėjimą.
SĄŽININGAS VAKARĖLIS
Sąžiningas žaidėjas, turintis reikiamą informaciją ir griežtai besilaikantis sistemos protokolo.
PASITIKĖJIMO CENTRAS (INSTITUCIJA (PATIKIMO INSTITUCIJA))
Savotiškas arbitras, kuris mėgaujasi visų sistemos dalyvių pasitikėjimu. Būtina kaip atsargumo priemonė, siekiant užtikrinti, kad dalyviai laikytųsi sutarto protokolo.
DIDYSIS BROLIS
Taip, viskas. „Big Brother“ veiksmų nekontroliuoja ir nestebi kiti kriptovaliutų protokolo dalyviai. Neįmanoma įrodyti Didžiojo Brolio nešvarumų, net jei visi tuo įsitikinę.
Anonimiškumas
Pradedantieji privatumo entuziastai išlaiko inkognito režimą naudodami specialias svetaines – žiniatinklio tarpinius serverius. Jiems nereikia atskiros programinės įrangos ir jie nevargina vartotojo sudėtingais nustatymais. Vartotojas norimą adresą įveda ne naršyklėje, o anonimizuojančios svetainės adreso juostoje. Jis apdoroja informaciją ir perduoda ją savo vardu. Tuo pačiu toks serveris gauna puikią galimybę kopijuoti per jį einančius duomenis. Daugeliu atvejų taip ir atsitinka: informacija niekada nebūna perteklinė.
Pažangūs anonimai mieliau naudojasi rimtesnėmis priemonėmis. Pavyzdžiui, Tor (The Onion Router). Ši paslauga naudoja visą tarpinių serverių grandinę, kurios dėl išsišakojimo beveik neįmanoma suvaldyti. Daugiasluoksnė (svogūnų žargonu) maršruto parinkimo sistema „Tor“ vartotojams užtikrina aukštą duomenų saugumo lygį. Be to, „The Onion Router“ trukdo analizuoti per jį einantį srautą.
Cypherpunk
Pirmą kartą šį terminą pavartojo garsusis įsilaužėlis Jude'as Milhonas, kalbėdamas apie programuotojus, kurie pernelyg domėjosi anonimiškumo idėja. Pagrindinė cypherpunk idėja yra pačių vartotojų galimybė užtikrinti anonimiškumą ir saugumą tinkle. Tai galima pasiekti naudojant atviras kriptografines sistemas, kurias dažniausiai kuria cypherpunk aktyvistai. Judėjimas turi numanomą politinį atspalvį, dauguma dalyvių yra artimi kriptoanarchizmui ir daugeliui libertarinių socialinių idėjų. Žymiausias cypherpunk atstovas yra Julianas Assange'as, įkūręs WikiLeaks visų pasaulio galių džiaugsmui. Cypherpunks turi oficialų manifestą.
„Naujas didelis žaidimas jokiu būdu nėra karas dėl naftotiekių... Naujas pasaulinis lobis yra kontrolė
per milžiniškus duomenų srautus, jungiančius ištisus žemynus ir civilizacijas, sujungiančius milijardų žmonių ir organizacijų ryšius į vieną visumą.
Julianas Assange'as
Julianas Assange'as
„WikiLeaks“ savo portale visiems viešai pademonstravo daugelio valdžios struktūrų papilves. Korupcija, karo nusikaltimai, itin slaptos paslaptys – apskritai viskas, ką aktyvus libertaras galėjo pakliūti į rankas, tapo viešai žinoma. Be to, Assange'as yra pragariškos kriptosistemos, vadinamos „Nepaneigiamu šifravimu“, kūrėjas. Tai yra šifruotos informacijos išdėstymo būdas, leidžiantis patikimai paneigti jos buvimą.
Bramas Cohenas
Amerikiečių programuotojas, kilęs iš saulėtosios Kalifornijos. Viso pasaulio džiaugsmui jis sugalvojo „BitTorrent“ protokolą, kuris vis dar sėkmingai naudojamas iki šiol.
Kriptologija skirstoma į dvi sritis - kriptografija Ir kriptovaliuta. Šių krypčių tikslai yra visiškai priešingi. Kriptografija užsiima matematinių informacijos konvertavimo metodų paieška ir tyrimais.
Domėjimosi sritis kriptovaliuta- informacijos iššifravimo galimybės nežinant raktų tyrimas.
Šiuolaikinė kriptografija susideda iš keturių pagrindinių skyrių:
- 1. Simetrinės kriptosistemos.
- 2. Viešojo rakto kriptosistemos.
- 3. Elektroninio parašo sistemos.
- 4. Raktų valdymas.
Pagrindinės kriptografinių metodų panaudojimo sritys – konfidencialios informacijos perdavimas komunikacijos kanalais (pavyzdžiui, el. paštu), perduodamų pranešimų autentiškumo nustatymas, informacijos (dokumentų, duomenų bazių) saugojimas laikmenose šifruota forma.
Informacijos apsaugos automatizuotose sistemose kriptografiniai metodai gali būti naudojami tiek kompiuteriu apdorojamai informacijai, tiek įvairių tipų atmintyje saugomai informacijai apsaugoti, ir komunikacijos linijomis tarp skirtingų sistemos elementų perduodamai informacijai apsaugoti. Kriptografinė transformacija kaip būdas užkirsti kelią neteisėtai prieigai prie informacijos turi ilgą istoriją. Šiuo metu yra sukurta labai daug įvairių šifravimo metodų, sukurti teoriniai ir praktiniai jų taikymo pagrindai. Didžioji dauguma šių metodų gali būti sėkmingai naudojami informacijai paslėpti.
Taigi kriptografija leidžia transformuoti informaciją taip, kad jos skaitymas (atkūrimas) būtų įmanomas tik tada, kai žinomas raktas.
Atsižvelgiama į informaciją, kurią reikia užšifruoti ir iššifruoti tekstų, pastatytas ant kai kurių abėcėlė. Šie terminai reiškia šiuos dalykus.
Abėcėlė- baigtinis simbolių rinkinys, naudojamas informacijai koduoti.
Tekstas- sutvarkytas abėcėlės elementų rinkinys.
Toliau pateikiami šiuolaikinėse informacinėse sistemose naudojamų abėcėlių pavyzdžiai:
- - abėcėlė Z33 - 32 rusiškos abėcėlės raidės ir tarpas;
- - abėcėlė Z256 - simboliai, įtraukti į standartinius ASCII ir KOI-8 kodus;
- - dvejetainė abėcėlė - Z2 = (0,1);
- - aštuontainė abėcėlė arba šešioliktainė abėcėlė;
Šifravimas – konversijos procesas: šaltinis, kuris dar vadinamas paprastas tekstas, pakeičiamas šifruotas tekstas.
Iššifravimas- atvirkštinis šifravimo procesas. Remiantis raktu, šifruotas tekstas konvertuojamas į pradinį.
Raktas - informacija, reikalinga sklandžiam tekstų šifravimui ir iššifravimui.
Kriptografinė sistema atstovauja šeimai T paprasto teksto transformacijos. Šios šeimos nariai yra indeksuoti arba pažymėti simboliu k; parametras k yra raktas. Klavišų erdvė K yra galimų pagrindinių reikšmių rinkinys. Paprastai raktas yra nuosekli abėcėlės raidžių serija.
Kriptosistemos skirstomos į simetriškas Ir su viešuoju raktu.
IN simetriškos kriptosistemos naudojamas tiek šifravimui, tiek iššifravimui tas pats raktas.
IN viešojo rakto sistemos naudojami du raktai - atidaryti Ir uždaryta, kurios yra matematiškai susijusios viena su kita. Informacija užšifruojama naudojant visiems prieinamą viešąjį raktą, o iššifruojama naudojant privatų raktą, žinomą tik žinutės gavėjui.
Sąlygos raktų paskirstymas Ir raktų valdymas nurodo informacijos apdorojimo sistemos procesus, kurių turinys yra raktų sudarymas ir paskirstymas tarp vartotojų.
Elektroninis (skaitmeninis) parašas vadinama prie teksto pridedama kriptografine transformacija, kuri leidžia, kai tekstą gauna kitas vartotojas, patikrinti pranešimo autorystę ir autentiškumą.
Kriptografinis stiprumas yra šifro charakteristika, kuri lemia jo atsparumą iššifravimui, nežinant rakto (t. y. kriptoanalizė). Yra keletas kriptografinio stiprumo rodiklių, įskaitant:
- -visų galimų raktų skaičius;
- -vidutinis laikas, reikalingas kripto analizei.
Konversija T k nustatomas pagal atitinkamą algoritmą ir parametro reikšmę k. Šifravimo efektyvumas siekiant apsaugoti informaciją priklauso nuo rakto slaptumo ir šifro kriptografinio stiprumo išlaikymo.
Kriptografinių duomenų uždarymo procesas gali būti atliekamas programine arba technine įranga. Techninės įrangos diegimas yra žymiai brangesnis, tačiau turi ir privalumų: didelį našumą, paprastumą, saugumą ir kt. Programinės įrangos diegimas yra praktiškesnis ir leidžia naudoti tam tikrą lankstumą.
Tyrinėdami kriptovaliutas, vieną dieną neišvengiamai susidursite su terminu „kriptografija“. Mus dominančioje srityje kriptografija atlieka daug funkcijų. Tai duomenų apsauga, naudojimas kuriant slaptažodžius, bankų sistemos optimizavimas ir kt. Šiame straipsnyje supažindinsime su kriptografijos pagrindais ir aptarsime jos reikšmę kriptovaliutoms.
Kriptografijos istorija
Kriptografija yra būdas saugiai paslėpti informaciją. Kad atskleistų informaciją, skaitytojas turi žinoti, kaip informacija buvo pakeista arba užšifruota. Jei pranešimas buvo gerai užšifruotas, jį gali perskaityti tik siuntėjas ir gavėjas.
Kriptografija jokiu būdu nėra nauja, ji gyvuoja jau tūkstančius metų. Istoriškai kriptografija buvo naudojama svarbiems pranešimams siųsti, siekiant paslėpti juos nuo smalsių akių. Pirmieji kriptografiniai pranešimai buvo rasti tarp senovės egiptiečių, tačiau patvirtintas šifrų naudojimas strateginiams tikslams datuojamas Senovės Romos laikais.
Pasak istorikų, Julijus Cezaris naudojo kriptografiją ir netgi sukūrė vadinamąjį Cezario šifrą, kad siųstų slaptas žinutes aukšto rango generolams. Šis slaptos informacijos apsaugos nuo nepageidaujamų akių metodas buvo naudojamas iki naujausios istorijos.
Antrojo pasaulinio karo metu vokiečiai naudojo Enigma šifravimo mašiną svarbiai informacijai perduoti. Alanas Turingas, matematikos genijus, kurio vardu vėliau buvo pavadintas Tiuringo testas, rado būdą, kaip jį nulaužti. Dabar Enigmos lūžis laikomas vienu pagrindinių lūžių Antrajame pasauliniame kare.
Kriptografijos pagrindai
Aukščiau minėtas Cezario šifras yra vienas iš paprasčiausių pranešimų šifravimo būdų ir naudingas norint suprasti kriptografiją. Jis taip pat vadinamas poslinkio šifru, nes jis pakeičia pradines pranešimo raides kitomis raidėmis, kurios yra konkrečioje padėtyje, palyginti su pradine abėcėlės raide.
Pavyzdžiui, jei užšifruosime pranešimą naudodami +3 šifrą anglų kalba, tada A taps D, o K – N. Jei naudosime taisyklę -2, tai D taps B, o Z – X.
perskaitykite viską apie investavimą į blokų grandinę
Tai yra paprasčiausias kriptografijos naudojimo pavyzdys, tačiau bet kuris kitas metodas yra pagrįstas panašia logika. Egzistuoja pranešimas, kuris yra slaptas visiems, išskyrus susijusias šalis, ir procesas, kurio metu tas pranešimas tampa neįskaitomas visiems, išskyrus siuntėją ir gavėją. Šis procesas vadinamas šifravimu ir susideda iš dviejų elementų:
Šifras yra taisyklių rinkinys, kurį naudojate informacijai koduoti. Pavyzdžiui, X raidžių poslinkis abėcėlėje Cezario šifro pavyzdyje. Šifras neturi būti slaptas, nes pranešimą galima perskaityti tik tada, kai yra raktas.
Raktas yra vertė, tiksliai apibūdinanti, kaip naudoti šifravimo taisyklių rinkinį. Cezario šifrui tai būtų raidžių, kurias reikia pakeisti abėcėlės tvarka, skaičius, pvz., +3 arba -2. Raktas yra pranešimo iššifravimo įrankis.
Tiek daug žmonių gali turėti prieigą prie to paties šifro, bet be rakto vis tiek negalės jo sulaužyti.
Slapto pranešimo perdavimo procesas vyksta taip:
- A partija nori nusiųsti žinutę šaliai B, tačiau jiems svarbu, kad jos neskaitytų niekas kitas;
- Šalis A naudoja raktą tekstui konvertuoti į užšifruotą pranešimą;
- Šalis B gauna šifruotą tekstą;
- Šalis B naudoja tą patį raktą šifruotam tekstui iššifruoti ir dabar gali skaityti pranešimą.
Kriptografijos evoliucija
Pranešimai yra užšifruoti, kad būtų apsaugotas jų turinys. Tai reiškia, kad visada bus šalių, suinteresuotų gauti šią informaciją. Žmonėms daugiau ar mažiau pasisekus iššifruoti įvairius kodus, kriptografija priversta prisitaikyti. Šiuolaikinė kriptografija nutolsta nuo įprasto raidžių poslinkio abėcėlėje, siūlydama sudėtingus galvosūkius, kuriuos kasmet spręsti darosi vis sunkiau. Vietoj banalaus poslinkio raides dabar galima pakeisti skaičiais, kitomis raidėmis ir įvairiais simboliais, pereinančiais šimtus ir tūkstančius tarpinių žingsnių.
Skaitmeninis amžius lėmė eksponentinį šifravimo sudėtingumo padidėjimą. Taip yra todėl, kad kompiuteriai smarkiai padidino skaičiavimo galią. Žmogaus smegenys vis dar yra sudėtingiausia informacinė sistema, tačiau kai reikia atlikti skaičiavimus, kompiuteriai yra daug greitesni ir gali apdoroti daug daugiau informacijos.
Skaitmeninės eros kriptografija yra susijusi su elektros inžinerija, kompiuterių mokslu ir matematika. Šiais laikais pranešimai paprastai užšifruojami ir iššifruojami naudojant sudėtingus algoritmus, sukurtus naudojant šių technologijų derinius. Tačiau, kad ir koks stiprus būtų šifravimas, visada atsiras žmonių, kurie stengsis jį sulaužyti.
Kodo nulaužimas
Galite pastebėti, kad net ir be rakto Cezario šifrą nėra taip sunku nulaužti. Kiekviena raidė gali turėti tik 25 skirtingas reikšmes, o daugumai reikšmių pranešimas yra beprasmis. Naudodami bandymus ir klaidas turėtumėte sugebėti iššifruoti pranešimą be didelių pastangų.
Šifravimo sulaužymas naudojant visus galimus variantus vadinamas brutalia jėga. Toks įsilaužimas apima visų galimų elementų atranką, kol bus rastas sprendimas. Didėjant skaičiavimo galiai brutali jėga tampa vis realesne grėsme, vienintelis būdas apsisaugoti nuo jos yra sudėtingesnis šifravimas. Kuo daugiau galimų raktų, tuo sunkiau prievarta prieiti prie jūsų duomenų.
Šiuolaikiniai šifrai leidžia naudoti trilijonus galimų raktų, todėl šiurkščia jėga tampa mažiau pavojinga. Tačiau teigiama, kad superkompiuteriai ir ypač kvantiniai kompiuteriai greitai galės sulaužyti daugumą šifrų pasitelkdami brutalią jėgą dėl neprilygstamos skaičiavimo galios.
Kaip jau minėta, laikui bėgant pranešimų iššifravimas tampa vis sunkesnis. Bet nieko nėra neįmanomo. Bet koks šifras iš prigimties yra susijęs su taisyklių rinkiniu, o taisykles savo ruožtu galima analizuoti. Taisyklių analizė atliekama subtilesniu pranešimų iššifravimo metodu – dažnių analize.
Kadangi šiais laikais šifrai yra labai sudėtingi, efektyvi dažnių analizė gali būti atliekama tik naudojant kompiuterius, tačiau tai vis tiek įmanoma. Šis metodas analizuoja pasikartojančius įvykius ir, naudodamasis šia informacija, bando rasti raktą.
Kad tai suprastume, dar kartą pažvelkime į Cezario šifro pavyzdį. Žinome, kad raidė E vartojama daug dažniau nei kitos lotyniškos abėcėlės raidės. Kai šias žinias pritaikome šifruotam pranešimui, pradedame ieškoti dažniausiai kartojamos raidės. Pastebime, kad raidė H naudojama dažniausiai, ir patikriname savo spėjimą pranešimui pritaikydami poslinkį -3. Kuo ilgesnis pranešimas, tuo lengviau jam pritaikyti dažnio analizę.
ai
Kriptografija ir kriptovaliutos
Dauguma kriptovaliutų atlieka visiškai kitokius tikslus nei slaptų pranešimų siuntimas, tačiau nepaisant to, kriptografija čia atlieka pagrindinį vaidmenį. Pasirodo, tradiciniai kriptografijos principai ir jai naudojami įrankiai turi daugiau funkcijų, nei manėme.
Svarbiausios naujos kriptografijos funkcijos yra maišos ir skaitmeniniai parašai.
Maiša
Maiša yra kriptografinis metodas, skirtas dideliems duomenų kiekiams konvertuoti į trumpas reikšmes, kurias sunku padirbti. Tai yra pagrindinis blokų grandinės technologijos komponentas, susijęs su per sistemą tekančių duomenų saugumu ir vientisumu.
Šis metodas daugiausia naudojamas keturiems procesams:
- Vartotojų piniginėse esančių likučių tikrinimas ir patvirtinimas;
- piniginės adresų kodavimas;
- operacijų tarp piniginių kodavimas;
- kasti blokus (kriptovaliutoms, kurios siūlo tokią galimybę), kuriant matematinius galvosūkius, kuriuos reikia išspręsti norint iškasti bloką.
Skaitmeniniai parašai
Skaitmeninis parašas tam tikra prasme yra tikrojo parašo analogas ir padeda patvirtinti jūsų tapatybę internete. Kalbant apie kriptovaliutas, skaitmeniniai parašai reiškia matematines funkcijas, kurios yra susietos su konkrečia pinigine.
Taigi, skaitmeniniai parašai yra savotiškas būdas skaitmeniniu būdu identifikuoti piniginę. Prie operacijos pridėdamas skaitmeninį parašą, piniginės savininkas visiems tinklo dalyviams įrodo, kad sandoris atėjo iš jo, o ne iš kito.
Skaitmeniniai parašai naudoja kriptografiją piniginei identifikuoti ir yra slapta susieti su viešaisiais ir privačiais piniginės raktais. Jūsų viešasis raktas yra kaip jūsų banko sąskaita, o privatus raktas yra jūsų PIN kodas. Nesvarbu, kas žino jūsų banko sąskaitos numerį, nes vienintelis dalykas, kurį jie gali padaryti, yra įnešti pinigų į jūsų sąskaitą. Tačiau jei jie žinos jūsų PIN kodą, galite turėti rimtų problemų.
Blokų grandinėje privatūs raktai naudojami sandoriui užšifruoti, o viešasis raktas naudojamas jai iššifruoti. Tai įmanoma, nes už operaciją atsakinga siunčianti šalis. Siunčianti šalis užšifruoja operaciją savo privačiu raktu, tačiau ją galima iššifruoti naudojant gavėjo viešąjį raktą, nes vienintelis šio proceso tikslas yra patikrinti siuntėją. Jei viešajam raktui nepavyksta iššifruoti operacijos, tai nepavyksta.
Tokioje sistemoje viešasis raktas platinamas laisvai ir yra slapta susietas su privačiu raktu. Nėra problemų, jei viešasis raktas yra žinomas, tačiau privatus raktas visada turi būti slaptas. Nepaisant dviejų raktų santykio, privataus rakto apskaičiavimas reikalauja neįtikėtinos skaičiavimo galios, todėl įsilaužimas finansiškai ir techniškai neįmanomas.
Būtinybė apsaugoti raktą yra pagrindinis šios sistemos trūkumas. Jei kas nors žinos jūsų privatų raktą, jis galės pasiekti jūsų piniginę ir su ja atlikti bet kokias operacijas, o tai jau įvyko su „Bloomberg“, kai per televizorių buvo parodytas vieno iš darbuotojų raktas.
Išvada
Blockchain kriptografija turi daug skirtingų sluoksnių. Šiame straipsnyje aptariami tik kriptografijos naudojimo pagrindai ir bendrieji principai, tačiau ši problema yra daug gilesnė, nei gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio.
Svarbu suprasti ryšį tarp kriptografijos ir „blockchain“ technologijos. Kriptografija leidžia sukurti sistemą, kurioje šalims nereikia pasitikėti viena kitai, nes jos gali pasikliauti naudojamais kriptografijos metodais.
Nuo pat įkūrimo 2009 m., Bitcoin blokų grandinės kriptografinė apsauga atlaikė kiekvieną bandymą suklastoti duomenis ir tokių buvo begalė. Naujos kriptovaliutos įdiegia dar saugesnius kriptografijos metodus, kai kurie iš jų netgi apsaugoti nuo žiaurios kvantinių procesorių jėgos, tai yra, užkerta kelią būsimoms grėsmėms.
Be kriptografijos negali būti Bitcoin ir kriptovaliutų apskritai. Nuostabu, kad šis mokslinis metodas, išrastas prieš tūkstančius metų, šiandien saugo mūsų skaitmeninį turtą.
Nuo seniausių laikų žmonės stengėsi sukurti galimybę apsaugoti įvairią informaciją nuo pašalinių akių ją transformuojant. Kriptografiją galima laikyti tokio pat amžiaus kaip ir žmonių kalbos atsiradimas. Iš pradžių rašymas buvo kriptografinė sistema, tai ne be reikalo senovėje žinojo tik keli žmonės. Senovės Egipto ir Senovės Indijos rankraščiai gali paliudyti tai. Taigi, kriptografija yra specifinis informacijos saugumo metodas, turintis ilgą vystymosi istoriją. Kriptologija yra unikalus judėjimas, susijęs su kriptografinio informacijos šifravimo metodų, metodų ir priemonių moksliniu tyrimu ir plėtra.
Kriptologija yra mokslinis judėjimas, tiriantis saugaus bendravimo, naudojant šifruotus sakinius, klausimus. Šis mokslas skirstomas į 2 sritis.
- Kriptografija yra mokslas, tiriantis saugaus ryšio technologijas ir stiprių sistemų, užtikrinančių šifravimą, kūrimą. Šis skyrius yra atsakingas už informacijos keitimo naudojant matematiką technikos suradimą.
- Kriptanalizė yra skyrius, kuriame tiriama galimybė skaityti tekstą nenaudojant rakto, tai yra, tiria įsilaužimo galimybes.
Kriptanalitikai yra žmonės, kurie studijuoja kriptovaliutą ir tiria sukurtus šifrus.
Šifravimas – tai sistema, leidžianti grįžtamai pakeičiant paprastą tekstą įvairiais šifruotų tekstų variantais, būtina žinutėms apsaugoti.
Šifravimas yra šifrų panaudojimo pranešime procesas.
Iššifravimas yra atvirkštinis procesas, kai modifikuotai raidei taikoma šifravimo sistema.
Iššifravimas – pranešimo skaitymas nenaudojant rakto, kitaip tariant, šifru redaguoto pranešimo sulaužymas.
Kaip vystėsi kriptologija ir pagrindiniai modifikavimo etapai
1987 m. visoje Jungtinėse Amerikos Valstijose buvo išplatintas nacionalinis kriptografijos standartas, skirtas plačiajai visuomenei, po 2 metų toks informacijos šifravimas buvo priimtas Rusijoje.
Yra 3 šio mokslinio judėjimo raidos etapai. Pirmasis iš jų reprezentuoja ikimokslinės kriptologijos laiką, kuri išplito tarp kelių kvalifikuotų amatininkų ir buvo amatas. Antrasis etapas datuojamas 1949 m., būtent K. Shannono darbo, kuriame nagrinėjami ryšiai slaptose sistemose, išleidimas. Šiame darbe mokslininkas iš esmės tiria šifrus ir svarbiausius klausimus, kylančius dėl jų stabilumo. Šis darbas tapo atskaitos tašku, nuo kurio kriptologijos mokslas buvo pradėtas laikyti taikomąja matematikos disciplina. Trečiasis laikotarpis prasideda kūrinio „Naujausios kryptys kriptografijoje“ išleidimu, kurį 1976 metais išplatino tyrinėtojai W. Diffie ir M. Hellman. Šis darbas parodė slapto ryšio galimybę prieš tai nepaskirstant slaptojo rakto šifravimo metodo.
Šiame vaizdo įraše galite sužinoti, kaip veikia Diffie ir Hellman algoritmas, naudodami paprastą ir suprantamą pavyzdį.
Kriptologija kaip mokslas: prieš Kristų atsiradimo istorija
Senovėje, kai gebėjimas rašyti priklausė keletui žmonių, tai buvo suvokiama kaip informacijos slėpimo technika. 10 amžiuje prieš Kristų atsirado senoviniai šifrai, kurie buvo rasti per archeologinius kasinėjimus Mesopotamijoje. Žinutė buvo surašyta ant molinės lentelės, joje buvo nurodytas glazūros maišymo receptas keramikos gaminiams apdirbti.
IX amžiaus prieš mūsų erą viduryje buvo pradėtas naudoti šifravimo įrenginys Hulk. „Skital“ veikė permutacijos šifravimo pagrindu. Norint iššifruoti tekstą, gautą juostą reikėjo apvynioti aplink kūgį. Skaitomų žodžių formavimo vietoje buvo nustatytas reikiamas skersmuo, kurio pagalba buvo skaitomas visas tekstas. Šį metodą išrado Aristotelis.
56 m. pr. Kr. Julijus Cezaris aktyviai naudojo pakaitinį šifrą. Jį sudarė abėcėlės perrašymas su poslinkiu tam tikru skaitiniu ciklu pagal atviros raidės abėcėlę. Viršuje esantys atviro pranešimo simboliai buvo pakeisti apatinės abėcėlės simboliais.
Kūrimo istorija: po Kr
5 amžiuje kriptografijos raida sumažėjo. Taip yra dėl to, kad bažnyčia persekiojo slaptą rašymą, kurį ji suvokė kaip raganavimą. Taip buvo dėl to, kad šifruotų minčių bažnyčios pareigūnai neįskaitė.
R. Baconas apžvelgė 7 šifravimo sistemas. Per tą laiką moksliniams tyrimams nuslėpti buvo naudojama daugybė slaptų rašymo būdų.
XV amžiaus antroje pusėje matematikas L. B. Alberta, būdamas Vatikane, parašė knygą. Šiame darbe buvo nagrinėjami šifravimo pakeitimai naudojant 2 koncentrinius apskritimus. Išilgai vieno apskritimo perimetro buvo atvira abėcėlė, o aplink kito – šifruota sistema.
I. Trithemijus parašė kriptografijos vadovėlį, kuris pasirodė esąs pirmasis tokio pobūdžio kūrinys. Būtent jis pasiūlė Ave Maria šifravimo techniką naudojant daugiareikšmį pakeitimą. Taikant šią techniką, kiekvienas teksto raidinis simbolis turėjo pakaitalų variantus. Šifravimo pabaigoje buvo gautas pseudoatviras laiškas.
D. Cardano išrado šifravimo sistemą, kuri buvo pagrįsta kartono gabalo panaudojimu, kur buvo pažymėta grotelė, o ten buvo skylės, kurios buvo sunumeruotos atsitiktine tvarka. Norint gauti pakeistą pranešimą, reikėjo į skylutes įrašyti raidžių pavadinimus pagal pasirinktą numeraciją.
Raidos istorija nuo XVII a
Lordas F. Baconas pirmiausia pradėjo šifruoti raides naudodamas 5 skaitmenų dvejetainį kodą, susidedantį iš 0 ir 1.
XVII amžiuje buvo išrasti žodyno šifravimo būdai, kai raidžių žymėjimai buvo rašomi su 2 skaičiais - eilutės numeriu ir konkrečiu raidės numeriu pasirinktos bendros knygos eilutėje.
K. Gaussas naudojo atsitiktinį pranešimų šifravimą. Jame dažnai pasitaikantys simboliai buvo pakeisti atitinkamų grupių raidėmis.
Iki šiol valstybės paslaptims išsaugoti buvo naudojami kriptografiniai tyrimai, todėl specialios institucijos sukūrė tvirtas sistemas. Šiomis dienomis informacijos saugumo sritis aktyviai plečia savo ribas. Tampa aktualu atlikti kriptografijos priemonių sisteminę analizę, atsižvelgiant į galimą jų aktyvaus panaudojimo paslapčių išsaugojimui įvairiomis sąlygomis variantą. Taip pat pastarieji kriptologijos raidos metai išsiskiria naujausių duomenų šifravimo metodų kūrimu, kurie, palyginti su tradiciniu kriptografiniu šifravimu, gali būti aktyviausiai naudojami raštui modifikuoti.
Šiame vaizdo įraše galite sužinoti, kas yra kriptografija, asimetrinis ir asimetrinis šifravimas aiškia ir prieinama kalba. Savo klausimus ir pasiūlymus būtinai palikite adresu
„Kiekvienas, kuris mano, kad išrado
neperžengiama šifravimo schema, -
arba neįtikėtinai retas genijus
arba tiesiog naivus ir nepatyręs...
F. Zimmermanas
Kriptologija – tai žinių sritis, tirianti šifrų mokslą (kriptografiją) ir šių šifrų sulaužymo būdus (kriptoanalizė). Labai dažnai kriptologija suprantama tik kaip kriptografija. Tai nėra visiškai teisinga. Kriptografija tiria ir taiko informacijos transformavimo metodus, kurie neleistų užpuolikui išgauti jos iš neteisėtai perimtų pranešimų. Kita vertus, kriptoanalizė tiria informacijos gavimo iš užšifruotų pranešimų procesą. Kriptografija ir kriptoanalizė yra dvi to paties mokslo šakos, siekiančios tiesiogiai priešingų tikslų. Tačiau šios dvi disciplinos yra susijusios viena su kita, ir nėra gerų kriptografų, kurie neįvaldytų kriptoanalizės metodų.
Poreikis šifruoti ir perduoti šifruotus pranešimus atsirado seniai. Pirmieji graikų paminėjimai apie šifrų naudojimą datuojami V–VI amžiais prieš Kristų. Vėliau, daugiau nei du tūkstančius metų, kriptografija buvo svarbios, daugiausia vyriausybinės, informacijos klasifikavimo menas, todėl tenkino beveik vien kariškių ir diplomatų poreikius. Tuo pačiu metu patys šifravimo ir iššifravimo būdai buvo laikomi paslaptyje.
Kriptologija suteikė postūmį visų šiuolaikinių kompiuterinių technologijų vystymuisi: pirmieji kompiuteriai Colossus ir ENIAC buvo sukurti specialiai karo laikų šifrų kriptoanalizei. Informacijos teoriją sukūrė Šenonas, dirbdamas kriptologijos srityje. Garsus kriptologas Ronaldas Rivestas sakė, kad kriptologija buvo visų kompiuterių mokslo „akušerė“.
Nuo XX amžiaus vidurio įvykusi kompiuterių revoliucija pareikalavo civilinės kriptografijos, kad būtų apsaugotas didžiulis asmeninės, komercinės, finansinės ir technologinės informacijos kiekis. Kriptografija pradeda formuotis naujoje matematinėje teorijoje ir tampa intensyvių matematinių tyrimų objektu.
Šimtmečius pagrindinis iššūkis, su kuriuo susiduria kriptologija, buvo užduotis užtikrinti konfidencialumą, ty užtikrinti informacijos slaptumą, kai ji perduodama nesaugiais kanalais. Šifro gebėjimas atlaikyti visokius išpuolius prieš jį vadinamas šifro stiprumu. Ši koncepcija yra pagrindinė kriptografijos dalis. Dar visai neseniai šifro stiprumas buvo vertinamas pagal pastangas, įdėtas nesėkmingai bandant jį sulaužyti. Nuo XX amžiaus vidurio pradėta ieškoti objektyvių kriptosistemų patikimumo kriterijų, o kriptologija iš senovės meno perėjo į šiuolaikinį tikslų mokslą. Paskutiniais praėjusio amžiaus dešimtmečiais sistemų patikimumą pagrindžia skaičiavimo sudėtingumo teorija. Ir nors nesunku kokybiškai suprasti, kas yra šifro stiprumas, gauti griežtus įrodomus kiekvieno konkretaus šifro stiprumo įvertinimus yra neišspręsta problema.
Kriptologija naują gyvybę gavo 1976 m., kai buvo pasiūlyta atvirojo šifravimo koncepcija: šifravimas tapo prieinamas bet kam, iššifravimas – tik teisėtam vartotojui. Šio atradimo svarbą vargu ar galima pervertinti: plėtojant atviro šifravimo idėjas buvo sukurtos elektroninio skaitmeninio parašo sistemos, atviro rakto platinimas ir autentifikavimo metodai.
Sėkmė, pasiekta kuriant skaitmeninio parašo schemas ir atviro rakto platinimą, leido išspręsti nuotolinių abonentų sąveikos problemas. Taip atsirado nauja kryptis – kriptografiniai protokolai – paskirstyti algoritmai šifravimo problemoms spręsti. Čia pateikiamos kelios problemos, išspręstos naudojant protokolus: vienas kitu nepasitikinčių abonentų sutarties pasirašymas, abonento identifikavimas ir autentifikavimas, paslapties pasidalijimas tarp kelių vartotojų. Įvairių protokolų kūrimas ir supratimas lėmė naujo matematikos modelio – nulinių žinių įrodymo – atsiradimą. Pirmasis praktinis jo pritaikymas buvo intelektualiosios kortelės.
Kiekvieną dieną informacijos apsaugos poreikis didėja, o tai siejama su sparčia kompiuterinių technologijų ir ryšių plėtra. Daugelyje sričių viena iš pagrindinių problemų yra informacijos vientisumo užtikrinimas, tai yra apsauga nuo bandymų sunaikinti ar pakeisti saugomą informaciją. Tipiškas taikymo srities, kurioje vientisumas kartais svarbesnis už slaptumą, pavyzdys yra automatizuotos bankinės atsiskaitymo sistemos.
Pastaruoju metu, plėtojant elektroninę prekybą ir nuotoliniu būdu mokamų paslaugų teikimą, iškilo dar viena kriptografinė užduotis - užtikrinti neatsekamumą, tai yra, neįmanoma nustatyti kliento tapatybės, jei jis to nenori. Šių problemų sprendimas siejamas su elektroninių pinigų apyvartos plėtra: elektroniniai pinigai, elektroninės piniginės ir kt. Šiandien kriptologija klesti. Tačiau nepaisant to, kriptovaliutų algoritmai daugeliui paprastų vartotojų išlieka slapta paslaptis. Į natūralų vartotojo klausimą – ar šis kriptografinis įrankis užtikrina patikimą apsaugą – labai dažnai neįmanoma pateikti nei neigiamo, nei teigiamo atsakymo.
Nors kriptologija iš vidaus yra labai sudėtinga, daugelis jos teorinių pasiekimų dabar plačiai naudojami mūsų informacijos turtingame gyvenime: lustinės kortelės, el. paštas, banko mokėjimo sistemos, elektroninė prekyba internetu, dokumentų valdymo sistemos, duomenų bazės, elektroninio balsavimo sistemos ir kt. daugelis kitų. Ryšys tarp būdingo kriptologijos sudėtingumo ir praktinio pritaikymo yra tikrai unikalus.
Profesionaliam kriptoalgoritmų supratimui, gebėjimui įvertinti jų stipriąsias ir silpnąsias puses, o juo labiau pačiam juos susikurti, be abejo, būtini rimti universitetinio lygio mokymai – tiek matematiniai, tiek fiziniai. Taip yra dėl to, kad šiuolaikinė kriptologija kaip mokslas remiasi koncepcijomis, faktais ir naujausiais fundamentinių mokslų pasiekimais: matematika, informacijos teorija, skaičiavimo sudėtingumo teorija, algoritmais, elektronika, fizika ir kt. Norint sukurti gerą kriptosistemą, neužtenka sujungti keletą išradingų schemų. Būtina suprasti, kaip visa tai sąveikaus, kokias pasekmes tai gali turėti ir ką gali padaryti priešas. Kriptologijos srities specialistas yra ir kriptografas, ir kriptoanalitikas.
Netolimoje ateityje kriptologijos svarba ir reikšmė tik didės, nes mūsų postindustrinės visuomenės perėjimas į informacinę visuomenę yra neišvengiamas. Jau šiandien informacijos saugumo metodus išmanantys žmonės yra labai paklausūs. Ateityje nuolat didės aukštos kvalifikacijos specialistų, laisvai išmanančių saugumo sritį ir galinčių atlikti savarankiškus tyrimus, poreikis.
Kriptologija yra įdomus ir sudėtingas mokslas, tačiau jo galima ir reikia išmokti!
