Kriptografija
Kriptografija arba kriptologija - tai informacijos slėpimo praktika ir mokslas. Kartais ji vadinama šifravimu, tačiau tai nėra tinkamas pavadinimas. Tai mokslas, naudojamas siekiant išsaugoti informacijos slaptumą ir saugumą. Šiuolaikinė kriptografija yra matematikos, informatikos ir elektrotechnikos mišinys. Kriptografija naudojama bankomatų (bankų) kortelėse, kompiuterių slaptažodžiuose ir apsiperkant internetu.
Kai pranešimas siunčiamas naudojant kriptografiją, prieš siunčiant jis pakeičiamas (arba užšifruojamas). Teksto keitimo metodas vadinamas "kodu" arba, tiksliau, "šifru". Pakeistas tekstas vadinamas šifruotuoju tekstu. Dėl pakeitimo pranešimą tampa sunku perskaityti. Kas nors, norintis jį perskaityti, turi jį pakeisti atgal (arba iššifruoti). Kaip jį pakeisti atgal, yra paslaptis. Tiek pranešimą siunčiantis, tiek jį gaunantis asmuo turėtų žinoti slaptą būdą, kaip jį pakeisti, tačiau kiti žmonės to neturėtų žinoti. Šifro teksto tyrimas siekiant sužinoti paslaptį vadinamas "kriptoanalize" arba "nulaužimu", o kartais - "kodo laužymu".
Skirtingų rūšių kriptografija gali būti lengviau arba sunkiau naudojama ir gali geriau arba blogiau paslėpti slaptą pranešimą. Šifruose naudojamas "raktas", kuris yra paslaptis, slepianti slaptus pranešimus. Kriptografinis metodas nebūtinai turi būti slaptas. Įvairūs žmonės gali naudoti tą patį metodą, bet skirtingus raktus, todėl jie negali perskaityti vienas kito pranešimų. Kadangi Cezario šifras turi tik tiek raktų, kiek abėcėlėje yra raidžių, jį lengva nulaužti išbandžius visus raktus. Šifrai, kurie leidžia naudoti milijardus raktų, nulaužiami sudėtingesniais metodais.
Nuo Cezario laikų buvo sukurta daug patobulintų šifrų. Kai kurie iš jų buvo sukurti naudojant gudrią matematiką, kad būtų atsparūs gudriai kriptoanalizei. XX a. kompiuteriai tapo pagrindine kriptografijos priemone.
XX a. pradžios šifravimo ratas
Simetrinis
Naudojant simetrinio rakto algoritmą, tiek siuntėjas, tiek gavėjas dalijasi raktu. Siuntėjas raktą naudoja pranešimui paslėpti. Tada gavėjas tą patį raktą naudoja priešingu būdu, kad atskleistų pranešimą. Šimtmečius didžioji dalis kriptografijos buvo simetrinė. Plačiai paplitęs yra pažangiojo šifravimo standartas (Advanced Encryption Standard). Tačiau to nereikia painioti su simetrija.
Asimetrinis
Asimetrinę kriptografiją naudoti sunkiau. Kiekvienas asmuo, norintis naudoti asimetrinę kriptografiją, naudoja slaptą skaičių ("privatų raktą"), kuriuo nesidalijama, ir kitą skaičių ("viešąjį raktą"), kurį gali pasakyti visiems. Jei kas nors kitas norės šiam asmeniui nusiųsti pranešimą, jis pasinaudos jam pasakytu skaičiumi, kad paslėptų pranešimą. Dabar žinutės negali atskleisti net pats siuntėjas, tačiau gavėjas, naudodamasis savo slaptuoju arba "privačiuoju raktu", gali lengvai atskleisti žinutę. Tokiu būdu niekam kitam nereikia žinoti slaptojo rakto.
Asimetrinė kriptografija paprastai užima daugiau laiko ir reikalauja daugiau kompiuterio galios, todėl dažniausiai nenaudojama. Ji dažnai naudojama kompiuteriniams parašams, kai kompiuteris turi žinoti, kad tam tikrus duomenis (pvz., failą ar svetainę) atsiuntė tam tikras siuntėjas. Pavyzdžiui, kompiuterių programinės įrangos bendrovės, kurios išleidžia savo programinės įrangos atnaujinimus, gali pasirašyti šiuos atnaujinimus, kad įrodytų, jog atnaujinimą atliko jos, kad įsilaužėliai negalėtų sukurti savo atnaujinimų, kurie padarytų žalos. HTTPS naudojančios interneto svetainės naudoja populiarų RSA algoritmą, kad sukurtų sertifikatus, kurie įrodo, kad svetainė priklauso joms ir kad ji yra saugi. Kompiuteriai taip pat gali naudoti asimetrinius šifrus, kad suteiktų vienas kitam simetrinių šifrų raktus.
Kompiuteriai
Kompiuteriai gali greitai skaičiuoti. Jie gali atlikti labai stiprų šifravimą, ir XXI a. kriptografijoje jie naudojami dažniausiai. Pavyzdžiai - tokie kompiuteriniai algoritmai kaip RSA, AES ir daugybė kitų. Naudojant tokius gerus algoritmus labai sunku perskaityti siunčiamą informaciją.
Žmonės
Kadangi žmonės yra lėtesni už kompiuterius, bet kokią jų naudojamą kriptografiją tikriausiai galima nulaužti, jei žinoma pakankamai slaptų jos pakeitimo būdų.
Paprastos kriptografijos formos, kurias žmonės gali atlikti be mašinų, yra Cezario šifrai ir transpozicijos šifrai, tačiau daugelis kitų rūšių buvo naudojamos ir prieš pradedant naudoti kompiuterius.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra kriptografija?
A: Kriptografija arba kriptologija yra informacijos slėpimo praktika ir mokslas. Ji apima matematikos, informatikos ir elektrotechnikos derinį, kad informacija būtų slapta ir saugi.
K: Kaip naudojama kriptografija?
A: Kriptografija naudojama bankomatų (bankų) kortelėse, kompiuterių slaptažodžiuose ir apsiperkant internetu. Kai pranešimas siunčiamas naudojant kriptografiją, prieš siunčiant jis pakeičiamas (arba užšifruojamas).
K: Ką reiškia teksto keitimas naudojant kriptografiją?
A: Keičiant tekstą kriptografijos priemonėmis naudojamas "kodas" arba "šifras". Pakeistas tekstas vadinamas "šifruotu tekstu". Dėl to žinutę sunku perskaityti, todėl kas nors turi ją pakeisti atgal (arba iššifruoti).
Klausimas: Kaip vadinate šifro teksto tyrimą, kad sužinotumėte paslaptį?
Atsakymas: Šifrateksto tyrimas siekiant sužinoti paslaptį vadinamas kriptoanalize, nulaužimu arba kartais - šifravimo laužymu.
K: Kokio tipo raktas naudojamas šifruose?
A: Šifruose naudojamas "raktas", kuris yra paslaptis, slepianti slaptus pranešimus.
K: Kiek raktų turi Cezario šifras?
A: Cezario šifras turi tik tiek raktų, kiek abėcėlėje yra raidžių, todėl jį galima lengvai nulaužti išbandant visus įmanomus raktus.
K: Kaip XX a. kompiuteriai įsitraukė į kriptografiją?
A: XX a. kompiuteriai tapo svarbia kriptografijos priemone, nes jie leido taikyti sudėtingesnius šifrų, leidžiančių naudoti milijardus raktų, įveikimo metodus.
