2) Elektronický podpis, kryptografia, PGP

Mgr. Ján Guniš, PF UPJŠ, Košice
 1   2   3   4   5   6   7 

 

Symetrická kryptografia

V symetrických šifrách používame jeden kľúč aj na šifrovanie aj na dešifrovanie správy. Tento kľúč je tajný a poznať ho majú len osoby, ktoré navzájom pomocou tejto šifry komunikujú. Správa, ktorá sa zašifruje tajným kľúčom sa dá dešifrovať opäť použitím toho istého tajného kľúča.

 

Medzi najjednoduchšie symetrické šifry patria zámeny písmen. Šípka smerom dole ukazuje smer šifrovania a šípka smerom hore ukazuje smer dešifrovania.
pôvodná
správa:

tajna sprava

 pôvodná
správa:

smer šifrovania

 sipka

kľúč:
sifra
sipka

smer dešifrovania
zašifrovaná
správa

twhbwnsprwuw

 zašifrovaná
správa

 

Ďalšou možnosťou sú posuny v abecede. Predpokladajme, že budeme posúvať abecedu o štyri znaky (mimochodom toto je šifra, ktorú používal aj Julius Caesar).
pôvodná
správa:

tajna sprava

 pôvodná
správa:

smer šifrovania

 sipka

kľúč:
     posuň písmená v abecede o 4 znaky     
sipka

smer dešifrovania
zašifrovaná
správa

xenredwtveze

 zašifrovaná
správa

 

V predchádzajúcich prípadoch sa šifra dá "jednoducho" prelomiť. Keďže meníme písmeno za písmeno, stačí ak poznáme relatívne početnosti (zoberieme reprezentatívnu vzorku jazyka a zistíme koľko percent všetkých znakov tvorí písmeno "a", koľko "b" atď.) výskytov jednotlivých znakov v danom jazyku. 
Posuny v abecede teda môžeme prepracovať a vyrobiť "tvrdšiu" šifru. Jednotlivé písmená budeme posúvať vždy o iný počet znakov. Napr.: "1|3|2" znamená toto. Vstupnú správu rozdelíme na trojice písmen. Prvé písmeno v trojici posunieme o 1, druhé o 3 a tretie písmeno o 2. Prelomiť takúto šifru môže byť riadne tvrdý oriešok. Navyše jej sila rastie so zložitosťou kľúča.
pôvodná
správa:

tajna sprava

taj | na  | spr | ava

 pôvodná
správa:

smer šifrovania

 sipka

kľúč:
posuň podľa 1|3|2   
sipka

smer dešifrovania
zašifrovaná
správa

udl | odb | tst | byc

udlodbtstbyc

 zašifrovaná
správa

 

Uvedené šifry majú jednu nevýhodu. Ak poznáme pôvodnú správu a šifrovanú verziu tej istej správy, vieme si vyrobiť kľúč. Postup je totiž v princípe známy. 
To sa dá spraviť napr. takto: Alica a Boris komunikujú a používajú niektorú z vyššie uvedených šifier. Cyril, ktorý chce ich vzájomnú komunikáciu odpočúvať, dá Borisovi správu a požiada ho, aby ju poslal Alici použitím tajného kľúča. Boris tak spraví. Cyril odchytí zašifrovanú správu, takže má aj originál aj šifrovanú správu. No a môže začať pracovať na prelomení šifry.

Ak chcete poznať aj ďalšie šifry, pozrite si "Šifrovanie pre deti".

V skutočnosti existujú šifry, ktoré používajú omnoho komplikovanejšie postupy. Napríklad pri dĺžke kľúča 128 b (znakov) môže dešifrovanie trvať až 1039 rokov!!

 

Záver

Výhody Nevýhody
  • šifrovanie a dešifrovanie je veľmi rýchle
  • používajú sa na šifrovanie dát, ktoré sa nikam neposielajú, aby si ich nemohol nikto prečítať (dáta na disku, súbory, ..)
  • problém je oboznámiť druhú stranu s šifrovacím kľúčom tak, aby sa o ňom nikto iný nedozvedel
  • počet kľúčov: ak by napr. 500 zamestnancov jednej firmy chcelo komunikovať medzi sebou, a každá dvojica by mala svoj tajný kľúč, potrebovali by 124750 kľúčov

Princíp symetrickej šifry je nasledovný:

princíp symetrickej šifry