Криптология

Содержание: 

Введение…………………………………………………………………………...3

1.История криптографии…………………………………………………………4

2. Криптография эпохи Возрождения …………………………………………...9

3.Современная криптография и её терминология……………………………..12

Вывод……………………………………………………………………………..15

Библиографический список……………………………………………………..16

     Введение 

     История криптографии насчитывает около 4 тысяч  лет. В качестве основного критерия периодизации криптографии, возможно, использовать технологические характеристики используемых методов шифрования.

     Первый  период (приблизительно с 3-го тысячелетия  до н.э.) характеризуется господством моноалфавитных шифров (основной принцип – замена алфавита исходного текста другим алфавитом через замену букв другими буквами или символами). Второй период (хронологические рамки – с IX века на Ближнем Востоке (Ал-Кинди) и с XV века в Европе (Леон Баттиста Альберти) – до начала XX века) ознаменовался введением в обиход полиалфавитных шифров. Третий период (с начала и до середины XX века) характеризуется внедрением электромеханических устройств в работу шифровальщиков. При этом продолжалось использование полиалфавитных шифров.

     Четвёртый период – с середины до 70-х годов XX века – период перехода к математической криптографии. В работе Шеннона появляются строгие математические определения  количества информации, передачи данных, энтропии, функций шифрования. Обязательным этапом создания шифра считается  изучение его уязвимости к различным  известным атакам – линейному и дифференциальному криптоанализу. Однако до 1975 года криптография оставалась «классической», или же, более корректно, криптографией с секретным ключом.

     Современный период развития криптографии (с конца 1970-х годов по настоящее время) отличается зарождением и развитием  нового направления – криптография с открытым ключом. Её появление  знаменуется не только новыми техническими возможностями, но и сравнительно широким  распространением криптографии для  использования частными лицами (в  предыдущие эпохи использование  криптографии было исключительной прерогативой государства). Правовое регулирование  использования криптографии частными лицами в разных странах сильно различается  – от разрешения до полного запрета.

Современная криптография образует отдельное научное  направление на стыке математики и информатики – работы в этой области публикуются в научных  журналах, организуются регулярные конференции. Практическое применение криптографии стало неотъемлемой частью жизни  современного общества – её используют в таких отраслях как электронная  коммерция, электронный документооборот (включая цифровые подписи), телекоммуникации и других.

1.История криптографии

     Конечно, использование развитого "секретного" языка для защиты передаваемых данных обеспечивает гораздо большую свободу в коммуникации, чем несколько тайных знаков, о которых участники договорились накануне, однако этот путь имеет и гораздо большие издержки. За всеми посвященными уследить трудно, и рано или поздно такой язык станет понятным тем, от кого пытаются скрыть разговор. В этом случае возникнет необходимость его заменить другим, разработать же достаточно мощный язык и обучить ему нужное количество людей весьма затруднительно и накладно, а сделать это оперативно - невозможно. Поэтому подобный подход к проблеме проходит только в особых случаях, когда тому благоприятствуют обстоятельства. Так, он использовался американцами во время второй мировой войны: корабли ВМФ США осуществляли связь на языке малочисленного и компактно проживающего индейского племени. На каждом корабле было несколько индейцев-"шифровальщиков", у противника не было практически никаких шансов раздобыть себе такого "криптографа".

     С возникновением письменности задача обеспечения  секретности и подлинности передаваемых сообщений стала особенно актуальной. Действительно, сообщение, переданное словесно или показанное жестами, доступно для постороннего только в тот  краткий промежуток времени, пока оно "в пути", а в его авторстве  и подлинности у получателя никаких  сомнений быть не может, потому что  он видит своего собеседника. Иное дело, когда сообщение записано - оно  уже живет отдельной жизнью и  имеет свой путь, зачастую далеко расходящийся с путем человека, его создавшего. Записанное на бумаге сообщение существует в материальном мире гораздо более  длительный промежуток времени, и у  людей, желающих ознакомиться с его  содержанием против воли отправителя  и получателя, появляется гораздо  больше шансов сделать это. Поэтому  именно после возникновения письменности появилось искусство тайнописи, искусство "тайно писать" - набор  методов, предназначенных для секретной  передачи записанных сообщений от одного человека другому.

     Прежде всего заметим, что эта задача возникает только для информации, которая нуждается в защите. Обычно в таких случаях говорят, что информация содержит тайну или является защищаемой, приватной, конфиденциальной, секретной. Для наиболее типичных, часто встречающихся ситуаций такого типа введены даже специальные понятия:

- государственная  тайна; военная тайна; коммерческая  тайна; юридическая тайна; врачебная  тайна и т.д. 

     Данные  о первых способах тайнописи весьма обрывочны. Предполагается, что она  была известна в древнем Египте и  Вавилоне. До нашего времени дошли  указания на то, что искусство секретного письма использовалось в древней  Греции. Первые действительно достоверные  сведения с описанием метода шифрования относятся к периоду смены  старой и новой эры и описывают  шифр Цезаря - способ, которым Юлий Цезарь прятал свои записи от излишне любопытных глаз. С высоты достижений современной  криптографии шифр Цезаря предельно  примитивен: в нем каждая буква  сообщения заменялась на следующую за ней по алфавиту. Однако для того времени, когда умение читать и писать было редким исключением, его криптостойкости вполне хватало. Использование шифра решало проблему секретности передаваемого сообщения, а проблема его подлинности решалась практически сама собой:

·  во-первых, для человека, не знавшего шифр, было невозможно внести осмысленные изменения в зашифрованные сообщения, носившие исключительно текстовый характер, а изменения, внесенные наобум приводили к тому, что после расшифрования получался бессмысленный набор букв;

·  во-вторых, практически до совсем еще недавних, по историческим меркам времен, отправляемые сообщения записывались от руки, а каждый человек имеет свой индивидуальный, присущий только ему почерк, который очень трудно воспроизвести другому человеку; запомнить почерк даже нескольких десятков наиболее важных своих корреспондентов, - а больше ни у кого и не было, - не составляет особого труда.

     Человечество  изобрело большое число способов секретного письма, многие из них были известны еще в древности. В некоторых  способах тайного письма используются физические особенности носителей  информации. Так симпатические чернила  исчезают вскоре после написания  ими текста или невидимы с самого начала. Но их можно снова сделать  видимыми, обработав документ специальным  химическим реактивом или осветив  лучами определенной части спектра, обычно - ультрафиолетом. Стеганография  предполагает, что передаваемый текст "растворяется" в сообщении  большего размера с совершенно "посторонним" смыслом. Но если взять и извлечь  из него некоторые символы по определенному  закону, например - каждый второй, или третий, и т.д., получим вполне конкретное тайное сообщение. Шифрование является преобразованием сообщения по определенным правилам, что делает его бессмысленным набором знаков для непосвященного в тайну шифра человека.

     Классифицировать  способы засекречивания передаваемых сообщений можно по-разному, однако определяющих факторов всего два:

·  используются ли для засекречивания свойства материальных носителей и материальной среды передачи информации или оно осуществляется независимо от них;

·  прячется ли секретное сообщение или оно просто делается недоступным для всех, кроме получателя.

     Различные классы способов засекречивания данных - стеганография и шифрование. Если рассматривать информацию отдельно от ее материального представления, то где же ее тогда можно спрятать? Ответ однозначен: только в еще большем массиве информации - как иголку в стоге сена. В этом и заключается принцип действия стеганографии. Например, мы отправляем нашему корреспонденту по электронной почте файл с растровой черно-белой картинкой, в котором наименее значащий бит в коде яркости каждой точки изображения будет элементом нашего тайного сообщения. Получатель письма извлечет все такие биты и составит из них "истинное" сообщение. Картинка, присутствующая здесь только для отвода глаз, так и останется для непосвященных простой картинкой. Стеганография бывает полезна, когда необходимо не просто передать секретное сообщение, а секретно передать секретное сообщение, то есть скрыть сам факт передачи секретного сообщения. Такой способ ведения тайной коммуникации, однако, имеет ряд недостатков:

·  во-первых, трудно обосновать его стойкость - вдруг злоумышленникам станет известен способ "подмешивания" секретных данных к "болванке" - массиву открытых данных;

·  во-вторых, при его использовании объем передаваемых или хранимых данных резко увеличивается, что отрицательно сказывается на производительности систем их обработки;

     Другой  подход - не скрывать факт передачи сообщения, но сделать его недоступным посторонним. Для этого сообщение должно быть записано так, чтобы с его содержимым не мог ознакомиться никто за исключением  самих корреспондентов - в этом и заключается суть шифрования. И криптография возникла именно как практическая дисциплина, изучающая и разрабатывающая способы шифрования сообщений.

     Когда объемы подлежащей закрытию информации стали критическими, в помощь людям  были созданы механические устройства для шифрования. Надо сказать, что  основными потребителями криптографических  услуг были дипломатические и  шпионские миссии, тайные канцелярии правителей и штабы войсковых  соединений. Для этого этапа развития криптографии характерно следующее:

·  защите подвергались исключительно текстовые сообщения, написанные на естественных языках - других типов дискретно представленных данных просто не существовало;

·  шифрование сначала осуществлялось вручную, позднее были изобретены сравнительно несложные механические приспособления, поэтому использовавшиеся тогда шифры были достаточно простыми и несложными;

·  криптография и криптоанализ были скорее искусством, чем наукой, научный подход к построению шифров и их раскрытию отсутствовал;

·  криптография использовалась в очень узких сферах - только для обслуживания высших правящих слоев и военной верхушки государств;

·  основной задачей криптографии была защита передаваемых сообщений от несанкционированного ознакомления с ними, поскольку шифровались исключительно текстовые сообщения, никаких дополнительных методов защиты от навязывания ложных данных не применялось - вероятность получить нечто осмысленное после расшифрования искаженного зашифрованного текста была ничтожно мала в силу огромной избыточности, характерной для естественных языков.

     Появление в середине нашего столетия первых электронно-вычислительных машин кардинально  изменило ситуацию. С проникновением компьютеров в различные сферы  жизни возникла принципиально новая  отрасль хозяйства - информационная индустрия. Объем циркулирующей  в обществе информации с тех пор  стабильно возрастает по экспоненциальному  закону - он примерно удваивается каждые пять лет. Фактически, на пороге нового тысячелетия человечество создало  информационную цивилизацию, в которой  от успешной работы средств обработки  информации зависит само благополучие и даже выживание человечества в его нынешнем качестве. Произошедшие за этот период изменения можно охарактеризовать следующим образом:

·  объемы обрабатываемой информации возросли за полвека на несколько порядков;

·  сложилось такое положение вещей, что доступ к определенным данным позволяет контролировать значительные материальные и финансовые ценности; информация приобрела стоимость, которую во многих случаях даже можно подсчитать;

·  характер обрабатываемых данных стал чрезвычайно многообразным и более не сводится к исключительно текстовым данным;

·  информация полностью "обезличилась", т.е. особенности ее материального представления потеряли свое значение - сравните письмо прошлого века и современное послание по электронной почте;