Шифротекст

Зашифрованная информация

Телеграмма Циммермана (в том виде, в каком она была отправлена ​​из Вашингтона в Мексику), зашифрованная как шифртекст.

Шифрованный текст КГБ, найденный в полой пятицентовой монете в Бруклине в 1953 году

В криптографии шифротекст или шифротекст — это результат шифрования открытого текста с использованием алгоритма, называемого шифром . ^[1] Шифротекст также известен как зашифрованная или кодированная информация, поскольку он содержит форму исходного открытого текста, которая не может быть прочитана человеком или компьютером без надлежащего шифра для его расшифровки. Этот процесс предотвращает потерю конфиденциальной информации посредством взлома. Расшифровка , обратный шифрованию процесс, представляет собой превращение шифротекста в читаемый открытый текст. Шифротекст не следует путать с кодотекстом , поскольку последний является результатом кода, а не шифра.

Концептуальные основы

Пусть будет открытым текстом сообщения, которое Алиса хочет тайно передать Бобу, и пусть будет шифром шифрования, где — криптографический ключ . Алиса должна сначала преобразовать открытый текст в зашифрованный текст, , чтобы безопасно отправить сообщение Бобу, следующим образом: ${\displaystyle m\!}$ ${\displaystyle E_{k}\!}$ ${\displaystyle _{k}\!}$ ${\displaystyle c\!}$

${\displaystyle c=E_{k}(m).\!}$^[2]

В системе с симметричным ключом Боб знает ключ шифрования Алисы. После того, как сообщение зашифровано, Алиса может безопасно передать его Бобу (предполагая, что никто другой не знает ключ). Чтобы прочитать сообщение Алисы, Боб должен расшифровать шифротекст, используя который известен как шифр расшифровки, ${\displaystyle {E_{k}}^{-1}\!}$ ${\displaystyle D_{k}:\!}$

${\displaystyle D_{k}(c)=D_{k}(E_{k}(m))=m.\!}$^[2]

В качестве альтернативы, в системе несимметричного ключа, все, а не только Алиса и Боб, знают ключ шифрования; но ключ дешифрования не может быть выведен из ключа шифрования. Только Боб знает ключ дешифрования , и дешифрование продолжается как ${\displaystyle D_{k},}$

${\displaystyle D_{k}(c)=m.}$

Типы шифров

История криптографии началась тысячи лет назад. Криптография использует множество различных типов шифрования. Ранние алгоритмы выполнялись вручную и существенно отличаются от современных алгоритмов , которые обычно выполняются машиной.

Исторические шифры

Исторические шифры пером и бумагой, использовавшиеся в прошлом, иногда называют классическими шифрами . Они включают в себя:

• Шифр замены : блоки открытого текста заменяются зашифрованным текстом (например, шифр Цезаря и одноразовый блокнот ).
  • Полиалфавитный подстановочный шифр : подстановочный шифр, использующий несколько подстановочных алфавитов (например, шифр Виженера и машина «Энигма» ).
  • Полиграфический шифр замены: единицей замены является последовательность из двух или более букв, а не только одна (например, шифр Плейфера )
• Шифр перестановки : шифртекст представляет собой перестановку открытого текста (например, шифр ограждения )

Исторические шифры обычно не используются как самостоятельная техника шифрования, поскольку их довольно легко взломать. Многие классические шифры, за исключением одноразового блокнота, можно взломать методом грубой силы .

Современные шифры

Современные шифры более безопасны, чем классические шифры, и разработаны для противостояния широкому спектру атак. Злоумышленник не должен иметь возможности найти ключ, используемый в современном шифре, даже если он знает какие-либо подробности об открытом тексте и соответствующем ему шифротексте. Современные методы шифрования можно разделить на следующие категории:

• Криптография с закрытым ключом ( симметричный алгоритм ключа ): для шифрования и дешифрования используется один общий ключ.
• Криптография с открытым ключом ( алгоритм асимметричного ключа ): для шифрования и дешифрования используются два разных ключа.

В симметричном ключевом алгоритме (например, DES , AES ) отправитель и получатель имеют общий ключ, установленный заранее: отправитель использует общий ключ для выполнения шифрования; получатель использует общий ключ для выполнения расшифровки. Симметричные ключевые алгоритмы могут быть либо блочными шифрами , либо потоковыми шифрами . Блочные шифры работают с группами бит фиксированной длины, называемыми блоками, с неизменным преобразованием. Поточные шифры шифруют цифры открытого текста по одной за раз в непрерывном потоке данных, при этом преобразование последовательных цифр меняется в процессе шифрования.

В алгоритме с асимметричным ключом (например, RSA ) есть два разных ключа: открытый ключ и закрытый ключ. Открытый ключ публикуется, тем самым позволяя любому отправителю выполнять шифрование. Закрытый ключ хранится получателем в секрете, тем самым позволяя только получателю правильно выполнять расшифровку.

Криптоанализ

Телеграмма Циммермана , расшифрованная в открытый текст (и переведенная на английский язык).

Криптоанализ (также называемый взломом кода или крэком кода ) — это изучение применения различных методологий для получения смысла зашифрованной информации без доступа к шифру, необходимому для правильной расшифровки информации. Обычно это включает в себя понимание конструкции системы и определение шифра.

Криптоаналитики могут следовать одной или нескольким моделям атак для взлома шифра, в зависимости от доступной информации и типа анализируемого шифра. Шифротекст, как правило, является наиболее легкодоступной частью криптосистемы и , следовательно, является важной частью криптоанализа.

Модели атак

• Только шифротекст : криптоаналитик имеет доступ только к набору шифротекстов или кодовых текстов. Это самая слабая модель атаки, поскольку криптоаналитик имеет ограниченную информацию. Современные шифры редко терпят неудачу при этой атаке. ^[3]
• Известный открытый текст : у злоумышленника есть набор шифртекстов, для которых он знает соответствующий открытый текст.
• Атака с выбранным открытым текстом : злоумышленник может получить шифротексты, соответствующие произвольному набору открытых текстов по своему выбору.
  • Атака с выбранным открытым текстом: когда криптоаналитик выбирает все открытые тексты до того, как какой-либо из них будет зашифрован. Это часто означает неквалифицированное использование «атаки с выбранным открытым текстом».
  • Адаптивная атака с выбранным открытым текстом: криптоаналитик делает ряд интерактивных запросов, выбирая последующие открытые тексты на основе информации из предыдущих шифрований.
• Атака с выбранным шифротекстом : злоумышленник может получить открытые тексты, соответствующие произвольному набору шифротекстов по своему выбору.
  • Адаптивная атака с использованием выбранного шифротекста
  • Атака с использованием индифферентного выбранного шифртекста
• Атака с использованием связанных ключей : похожа на атаку с использованием выбранного открытого текста, за исключением того, что злоумышленник может получить шифртексты, зашифрованные двумя разными ключами. Ключи неизвестны, но связь между ними известна (например, два ключа, отличающиеся одним битом).

Знаменитые шифртексты

Надпись Шагборо, Англия

• Шифры заговора Бабингтона
• Надпись Шагборо
• Телеграмма Циммермана
• Волшебные слова — брезгливые Оссифраге
• Криптограмма в « Золотом жуке »
• Шифры Била
• Криптос
• Шифры «Зодиак-убийца»

Смотрите также

• Книги по криптографии
• Криптографическая хэш-функция
• Частотный анализ
• Концепция КРАСНО/ЧЕРНОГО
• Категория:Нерасшифрованные исторические коды и шифры

Ссылки

1. Берти, Ханше, Харе (2003). Официальное (ISC)² руководство по экзамену CISSP . Auerbach Publications. стр. 379. ISBN 0-8493-1707-X.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
2. ван Тилборг, Хенк, Калифорния (2000). Основы криптологии . Академическое издательство Клювер. п. 3. ISBN 0-7923-8675-2.
3. Шнайер, Брюс (28 августа 2000 г.). Секреты и ложь. Wiley Computer Publishing Inc. стр. 90–91. ISBN 0-471-25311-1.

Дальнейшее чтение

• Словарное определение шифротекста в Викисловаре
• Медиа, связанные с шифротекстами на Wikimedia Commons
• Хелен Фуше Гейнс, «Криптоанализ», 1939, Дувр. ISBN 0-486-20097-3 
• Дэвид Кан , Дешифровщики - История тайнописи ( ISBN 0-684-83130-9 ) (1967) 
• Авраам Синков , Элементарный криптоанализ: математический подход , Математическая ассоциация Америки, 1968. ISBN 0-88385-622-0