Kryptologie

Základy kryptologie

Kryptologie je věda zabývající se šifrováním a analýzou šifer. Dělí se na:

Základní pojmy

PojemPopis
PlaintextPůvodní nešifrovaná zpráva
CiphertextZašifrovaná zpráva
KlíčParametr šifrovacího algoritmu
ŠifrováníPřevod plaintext → ciphertext
DešifrováníPřevod ciphertext → plaintext

Klasifikace šifer

Historické šifry

Caesarova šifra

Substituční šifra — každý znak se posune o pevný počet pozic v abecedě (klíč = posun).

Plaintext: AHOJ Klíč: 3 (posun o 3) Ciphertext: DKRM

Snadno prolomitelná frekvenční analýzou — v textu se opakují znaky se stejnou frekvencí jako v přirozeném jazyce.

Vigenèrova šifra

Polyalfabetická substituční šifra — klíč je slovo, každý znak se posouvá o jinou hodnotu podle příslušného znaku klíče. Odolnější vůči frekvenční analýze.

Enigma

Elektromechanický šifrovací stroj používaný Německem za 2. světové války. Prolomili jej Alan Turing a tým z Bletchley Park za pomoci stroje Bombe.

Moderní kryptografie

Symetrická kryptografie

AlgoritmusDélka klíčePopis
DES56 bitZastaralý, prolomitelný
3DES112/168 bitTrojité DES, dnes nahrazován
AES128/192/256 bitAktuální standard (Advanced Encryption Standard)

Asymetrická kryptografie

Každý účastník má pár klíčů: veřejný (lze sdílet) a soukromý (tajný).

Nejrozšířenější algoritmus: RSA (Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman, 1977).

Elektronický podpis

Zaručuje autenticitu (kdo podepsal) a integritu (zpráva nebyla změněna). Proces:

  1. Ze zprávy se vypočítá hash (otisk)
  2. Hash se zašifruje soukromým klíčem odesílatele → vznikne podpis
  3. Příjemce dešifruje podpis veřejným klíčem a porovná s hashem zprávy

Blockchain a hash

Hashovací funkce

Jednosměrná funkce — z libovolně dlouhého vstupu vytvoří fixně dlouhý otisk (hash). Nelze zpětně rekonstruovat vstup z hashe.

AlgoritmusDélka hashePoužití
MD5128 bitZastaralý, bezpečnostně nedostatečný
SHA-1160 bitDnes nedoporučený
SHA-256256 bitAktuální standard (Bitcoin, SSL)
SHA-3224–512 bitNejnovější standard NIST

Blockchain

Distribuovaná databáze složená z bloků, kde každý blok obsahuje:

Změna jakéhokoliv bloku by změnila jeho hash a přerušila řetěz. Bezpečnost zajišťuje decentralizace — data jsou uložena u tisíců účastníků sítě.

Kvíz

BETA
1 / 10

Co je to kryptografie?

Co je to Caesarova šifra?

Jaký je rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním?

Co je to RSA?

Co je to hash?

Co je to steganografie?

Co je to Enigma?

Co je AES?

Co je blockchain?

Co je elektronický podpis?