Люди всегда были озабочены защитой своей секретной информации от людей, которым они не доверяют. Будь то отдельные лица, правительства или люди, представляющие особый интерес; у всех есть какие-то данные, которые, по их мнению, не следует раскрывать другим. Даже животные обладают способностью (например, маскировкой) прятать свое место обитания и пищу от других животных. Люди, превосходящие любое другое существо, долгое время использовали это искусство сокрытия информации от непреднамеренных людей и раскрытия ее только предполагаемым.
С технической точки зрения это искусство называется криптографией, где сообщение (простой текст) преобразуется отправителем в секретный код (зашифрованный текст) и повторно преобразуется в исходное сообщение предполагаемым получателем.
Исторический обзор
Общее мнение о первом использовании криптографии восходит к 1900 году до нашей эры, когда египтяне использовали иероглифы. Спартанцы также разработали цилиндрическое устройство около 5 г. до н.э. Это устройство, получившее название SCYTALE, было обернуто узкой полоской, на которой было написано сообщение. После написания сообщения полоса разматывается и отправляется получателю. Чтобы расшифровать сообщение, получателю нужно будет заново обернуть полоску на SCYTALE того же диаметра, что и у отправителя. Юлий Цезарь использовал метод криптографии на основе подстановки для передачи секретных сообщений своим армейским генералам.
В 1466 году Леон Баттиста Альберти, известный как отец западной криптографии, описал концепцию полиалфавитных шифров. Продолжая эту схему, Блез де Виженер разработал полиалфавитный шифр под названием «Площадь Виженера». Некоторое время считалось, что его невозможно взломать, пока Чарльз Бэббидж не представил метод статистического анализа и не взломал шифр на площади Виженера в 1854 году.
Во время Первой мировой войны 16 января 1917 года группа американских криптоаналитиков успешно расшифровала секретные сообщения, отправленные Германией в Мексику. Это был заговор Германии с целью нападения на Америку с помощью Мексики и Японии. Во время Второй мировой войны Германия использовала электромеханическую машину под названием Enigma, созданную для шифрования сообщений. Однако позже это не удалось из-за некоторых встроенных уязвимостей, которые использовались союзными криптографами.
Современная криптография
По словам Дэвида Кана, арабы первыми внесли свой вклад в документацию криптоаналитических методов. Например, «Книга криптографических сообщений», написанная Аль-Халилом, упоминает первое использование перестановок и комбинаций. Аль-Кинди был еще одним известным человеком в этой области (криптоаналитические методы) в 9 веке.
Истинная ценность криптологии была осознана Соединенными Штатами во время Первой мировой войны. В этот период правительство доминировало в использовании криптологии, пока использование компьютеров не стало повсеместным. В 1960 году доктор Хорст Фейстель совершил крупный прорыв в современной криптографии, разработав шифр Люцифера, который позже стал основой для DES и других шифров.
В 1970 году шифр Люцифера был переработан IBM и стал стандартом шифрования данных США (DES). В течение того же десятилетия были разработаны и другие важные криптографические алгоритмы, такие как криптография с открытым ключом, алгоритм RSA, алгоритм обмена ключами Диффи-Хеллмана-Меркла.
В 1997 году и позже DES стал жертвой исчерпывающей поисковой атаки и был успешно взломан. В том же году NIST запросил идею нового блочного шифра. После просмотра нескольких представлений был принят AES или Advanced Encryption Standard или Rijndael.
Типы криптографических алгоритмов
Криптографические алгоритмы можно классифицировать по нескольким параметрам, например по количеству ключей, используемых для шифрования и дешифрования, месту применения и использования. Ниже мы упомянули некоторые важные криптографические алгоритмы:
Криптография с секретным ключом:
Это также называется симметричным шифрованием, и в нем используется один ключ для шифрования и дешифрования сообщения. Его основное использование – обеспечение конфиденциальности и конфиденциальности.
Криптография с открытым ключом:
Это также называется асимметричным шифрованием, и в нем используется один ключ для шифрования, а другой – для дешифрования сообщения. Его основное использование – реализация аутентификации, неотказуемости и обмена ключами.
Хеш-функции:
Это необратимое математическое преобразование (шифрование) сообщения, дающее цифровой отпечаток. Его основное использование – обеспечение целостности сообщений.
Риски, связанные с криптографическими методами
Хотя криптографические методы обеспечивают защиту информации от атак, это все еще не полное решение. Например, рассмотрим следующую причину в этом отношении:
- Существует компромисс между использованием криптографических методов и временем обработки. Можно защитить информацию с помощью хорошей криптографической техники, но в то же время для ее реализации может потребоваться значительное время и вычислительная мощность. Злоумышленники могут извлечь выгоду из таких задержек для запуска атак типа «отказ в обслуживании».
- Если система плохо спроектирована, простого использования криптографии недостаточно для обеспечения защиты от различных векторов атак.
- Установка и обслуживание инфраструктуры открытых ключей требует высоких затрат, что в конечном итоге приводит к увеличению финансового бюджета.
- Если криптоаналитику или злоумышленнику удастся найти брешь в безопасности или уязвимость в криптографическом методе, его можно использовать для взлома сообщения.
Заключение
В этой статье мы узнали об основной идее криптографии. Это очень обширная тема с большим количеством исследований, проводимых в таких областях, как квантовая криптография, криптография с эллиптическими кривыми и т. д. Если вам понравилась эта статья и вы заинтересовались, вы можете попробовать изучить различные алгоритмы шифрования, такие как DES, AES, IDEA, RC4, Blowfish. и т.п.