Криптографія - що це таке? Основи криптографії

Протягом всієї історії людство намагалося приховати певну інформацію від сторонніх очей. Тому не дивно, що з цього бажання виникла ціла наука - криптографія. Що це таке? Де вона зараз використовується і для яких цілей?

Загальна інформація

Раніше методи криптографії, як правило, служили державним інтересам. Але з тих пір як широке поширення отримав інтернет, вона стала надбанням широкого кола осіб. Криптографію зараз використовують хакери, борці за недоторканність даних і свободу інформації і просто окремі люди, які бажають зашифрувати свої дані і не світити ними в мережі. Але навіщо все ж потрібна криптографія? Що це таке і що вона нам може дати? Це наука, яка займається забезпеченням секретності повідомлень.

Історія розвитку

Вважається, що основи криптографії заклав Еней Тактик. Спроби зашифрувати дані робили ще в стародавній Індії і Месопотамії. Але вони були не дуже вдалими. Перша надійна система захисту була розроблена в Стародавньому Китаї. Широке поширення криптографія придбала і в країнах Античності. Тоді вона використовувалася у військових цілях. Методи криптографії знайшли своє застосування і в середні віки, але їх вже взяли на озброєння купці і дипломати. Золотим століттям даної науки називають епоху Відродження. Тоді ж було запропоновано двійковий спосіб шифрування, аналогічний якому використовується в комп`ютерній техніці в наші дні. Під час Першої світової війни вона була визнана повноцінним бойовим інструментом. Варто було тільки розгадати повідомлення супротивника - і можна було отримати приголомшливий результат. Як приклад можна привести перехоплення телеграми, відправленої німецьким послом Артуром Циммерманом американськими спецслужбами. Кінцевим результатом цього стало те, що США вступило в бойові дії на боці Антанти. Друга світова війна стала своєрідним кристалізатором процесу розвитку комп`ютерних мереж. І чималий внесок в це внесла криптографія. Що це таке і які були практичні результати її застосування? Деякі уряди так злякалися, що відкриваються, що наклали мораторій на застосування шифрування даних.

Падіння державної монополії

Але обмеження з боку урядів виявилися неефективними, і в 1967 році вийшла книга Девіда Кана «Зломщики кодів». У ній розглядається історія розвитку, а також основи криптографії та криптоаналізу. Коли була опублікована у відкритій пресі ця книга, за нею почали з`являтися і інші роботи. Ситуація розвивалася лавиноподібно. У той же час відбувається формування сучасного підходу до цієї науки і чітко визначаються основні вимоги, яким повинна відповідати зашифрована інформація: цілісність, конфіденційність і неотслежіваемості. Тоді ж були виділені дві складові і постійно взаємодіючі частини: криптоаналіз і кріптосінтез. Люди першого напряму шукають шляхи обходу захисту і можливості її злому. Тоді як ті, хто займається кріптосінтезом, метою ставлять забезпечення захисту для інформації. А як справи йдуть в сучасний час? Ось, скажімо, криптографія ФСБ може бути зламана? Як? Наскільки швидко?

Відео: Лекція 1 | Теоретико-сложностние основи криптографії | Дмитро Іциксон | Лекторіум

сучасність

Коли з`явився інтернет, то криптографія вийшла на новий рівень. Її методи зараз широко використовуються приватними особами в електронних комерційних операціях, при ідентифікації, аутентифікації і так далі. І як тут не згадати біткоіни - криптовалюта, яка генерується згідно з певним математичним алгоритмом і не контролюється державою. Даний засіб платежу використовується для того, щоб обходити обмеження або просто не світитися. Як приклад можна більш детально зупинитися на ідеї з біткоіни. Ця система була запропонована молодим програмістом на ім`я Вей Дай. А в 2009 році її успішно реалізував Сатоши Накамото. Для транзакцій не вимагаються посередники у вигляді банку чи іншої фінансової організації, тому відстежити їх дуже складно. Причому через повної децентралізації мережі вилучити або заморозити біткоіни неможливо. Тому вони можуть використовуватися для оплати будь-якого товару - якщо продавець погодиться прийняти валюту. Створені нові гроші можуть бути тільки самими користувачами, які надають обчислювальні потужності своїх ЕОМ.

Відео: Квантова криптографія і криптовалюта - що це? Експерти про криптографії.

Термінологія

Отже, є криптографія, що це таке, нам вже відомо, давайте ж розберемося з деякими термінами, щоб було зручніше.

Найбільший інтерес для нас представляє автономна система електронних платежів. Завдяки їй продавець і покупець можуть без проблем взаємодіяти. Правда, слід зазначити, що в такому випадку для виведення грошей на банківський рахунок доводиться проводити ще одну транзакцію.

Анонімність - це поняття, яке означає, що учасники угоди працюють конфіденційно. Вона може бути абсолютною і відкликається. В останньому випадку ще передбачається участь арбітра. Він може, за наявності певних умов, ідентифікувати людей.

Чесний учасник - так називають людину, яка має всю необхідну інформацію і неухильно слідує протоколу системи.

Центр довіри - це арбітр, який користується довірою всіх учасників. Він гарантує людям дотримання обумовленого протоколу.

Противник - це порушник, який хоче порушити периметр встановленого конфіденційного протоколу. За замовчуванням так сприймаються всі учасники системи.

зберігаємо анонімність

Давайте досліджуємо цю тему на простому прикладі. Ревнителі конфіденційності, як правило, починають з анонімайзерів (веб-проксі). Для них не потрібно встановлювати окреме програмне забезпечення та забивати свою голову складною настроюванням апаратної складової. У такому випадку користувач просто передає інформацію про те, на який сайт він хоче зайти. Анонимайзер робить запит від свого імені, а потім пересилає отримані дані людині. Але тут є свої каверзи: веб-проксі має прекрасну можливість скопіювати собі всю йде через нього інформацію. Багато цією можливістю спокійно користуються.

Для більш досвідчених користувачів кращим буде використання коштів серйозніше. Як приклад можна привести Tor. Цей сервіс використовує систему багатошарової маршрутизації, в яку входить ланцюжок проксі-серверів. Відстежити дані складно через розгалуженості шляхів передачі. Завдяки цьому Tor забезпечує своїм користувачам високий рівень безпеки передачі даних. Хоча тут є свої особливості.

Шіфропанк

Цей термін застосовують щодо людей, дуже сильно захоплених ідеєю анонімності. Таким людям недостатньо проксі-серверів, а стандартні служби криптографії операційних систем їх не влаштовують. Тому вони намагаються забезпечити максимальну анонімність за допомогою використання відкритих криптографічних систем. В більшості своїй вони створюються активістами руху шіфропанка. Слід зазначити, що ці розробки часто мають неявні політичні забарвлення. Це пов`язано з тим, що активісти є прихильниками криптоанархізм і багатьох лібертарних соціальних ідей.

Відео: Що таке криптографія?

розробки

Математика і криптографія є тісно взаємопов`язаними науками, причому друга випливає з першої. Розробка способів шифрування та дешифрування даних базується на широкому спектрі алгебраїчних методів. Всі необхідні дії можуть бути здійснені і однією людиною, але для масштабів цілої держави створюють окремі організації.

Так, в нашому випадку можна навести як приклад інститут криптографії при федеральну службу безпеки. Розроблені ним протоколи шифрування використовуються для засекречування важливих даних, доступ до яких повинен виходити мільйони років. Неабияке це справа - криптографія. Інформатика теж дуже багато спільного має з цією наукою. Але в даному випадку мається на увазі шифрування даних таким чином, щоб їх змогли прочитати комп`ютери певної архітектури. Як бачите, ці науки в сучасному житті є тісно пов`язаними.

висновок

Криптографія не є легкою справою. Звичайно, можна на дозвіллі створити свою систему шифрування, але не факт, що вона зможе надати більш-менш серйозний опір загартованим фахівцям. Якщо є бажання опановувати основи криптографії, почати можна з математичних дисциплін. Хоча можна значно спростити собі задачу і використовувати одну з численних відкритих систем шифрування даних. Але в такому випадку необхідно поставити питання про їх ефективність і рівні захисту.