KRYPTOGRAFIA

1. KRYPTOGRAFIA AUTORZY : TADEUSZ KOWALEWSKI GRZEGORZ STEFANSKI

2. *SPIS TRESCI* • 1.Co to jest kryptografia? • 2.Historia kryptografii • 3.Podstawowe szyfry • 4.Zastosowanie kryptografii • 5.Ciekawostki ZAKOŃCZ

3. *CO TO JEST KRYPTOGRAFIA* • Podział kryptografii • Kryptografia symetryczna • Kryptografia asymetryczna POWRÓT

4. 1.Co to jest kryptografia? Kryptografia jest to dział nauki, który zajmuje się układaniem szyfrów. Dzielimy ją na dwa główne nurty: • Kryptografia symetryczna • Kryptografia asymetryczna POWRÓT

5. 1.Co to jest kryptografia? KRYPTOGRAFIA SYMETRYCZNA Rodzaj szyfrowania, w którym tekst jawny jest zaszyfrowany przy pomocy jednego klucza. Do odszyfrowania niezbędna jest znajomość jednego, tego samego klucza POWRÓT

6. 1.Co to jest kryptografia? KRYPTOGRAFIA ASYMETRYCZNA Rodzaj szyfrowania, w którym tekst jawny jest zaszyfrowany i odszyfrowywany przy pomocy dwóch lub więcej kluczy. POWRÓT

7. 1.Co to jest kryptografia? Schemat prezentujący działanie kryptografii asymetrycznej POWRÓT

8. *SPIS TRESCI* • 1.Co to jest kryptografia? • 2.Historia kryptografii • 3.Podstawowe szyfry • 4.Zastosowanie kryptografii • 5.Ciekawostki ZAKOŃCZ

9. 2.Historia kryptografii W Europie kryptografia pojawia się po raz pierwszy w V w. p.n.e. Była to spartańska Scytale. Ciąg nic nieznaczących liter nabierał sensu po nawinięciu go na pręt, który posiadali np. dowódcy. Scytale POWRÓT

10. 2.Historia kryptografii Juliusz Cezar w I w. p.n.e. szyfrował swoje listy do Cycerona. Szyfr ten używany był podobno jeszcze w 1915r. w armii rosyjskiej, gdyż był tak prosty, że sztabiści go rozumieli. POWRÓT

11. 2.Historia kryptografii Przez wiele lat proste monoalfabetyczne szyfry wystarczały. Rozwój analizy wymusił powstanie czegoś nowego. W ten sposób pod koniec XVI powstał szyfr nie do złamania. Był to jeden z pierwszych szyfrów polialfabetycznych (wykorzystujący więcej niż jeden alfabet). Alfabetem stawały się dowolnie ustawione litery alfabetu. POWRÓT

12. 2.Historia kryptografii Kryptografia asymetryczna została oficjalnie wynaleziona w 1976 roku przez niezależnych badaczy. Pod koniec XX w brytyjska służba wywiadu elektronicznego (GCHQ) ujawniła, że to odkrycie było w 1965 roku, jednak było zatajone aż do 1997 roku. POWRÓT

13. 2.Historiakryptografii DZIŚ KRYPTOGRAFIA JEST JEDNĄ Z NAJWAŻNIEJSZYCH NAUK TOWARZYSZĄCYCH ROZWOJOWI INFORMAYCZNEMU POWRÓT

14. *SPIS TRESCI* • 1.Co to jest kryptografia? • 2.Historia kryptografii • 3.Podstawowe szyfry • 4.Zastosowanie kryptografii • 5.Ciekawostki ZAKOŃCZ

15. 3.Podstawowe szyfry SZYFRY PODSTAWIENIOWE MONOALFABETYCZNE: - szyfr Cezara - szyfr ROT-13 - szyfr z dowolnym przesunięciem • szyfr AtBash • Szyfr Marii Stuart Jedynie szyfr Marii Stuart jest bezpieczny. INNE SZYFRY POWRÓT

16. 3.Podstawowe szyfry SZYFR CEZARA Polega on na przesunięciu litery w alfabecie w prawo o 3 miejsca. W ten sposób literę np. „a” szyfrujemy jako „d”, a np. „y” szyfrujemy jako „b”. Aby odszyfrować tekst widoczny należy każdą literę przesunąć w alfabecie o 3 miejsc w lewo. POWRÓT

17. 3.Podstawowe szyfry Matematyczny zapis SZYFRU CEZARA: Szyfrowanie: c=E(p)=(p+3)mod 26 Deszyfrowanie: p=D(c)=(c-3)mod 26 Przyjmuje się, że alfabet składa się z 26 liter. Dla cyfr „mod 26” zamieniamy na „mod 10” POWRÓT

18. 3.Podstawowe szyfry SZYFR ROT-13 Działanie jest identyczne jak w szyfrze Cezara, ale przesunięcie wynosi 13. POWRÓT

19. 3.Podstawowe szyfry Matematyczny zapis SZYFRU ROT-13: Szyfrowanie: c=E(p)=(p+13)mod 26 Deszyfrowanie: p=D(c)=(c-13)mod 26 Warto zauważyć, że nie jest istotne, czy wykonujemy dodawanie, czy odejmowanie, gdyż otrzymamy ten sam wynik. Można więc do odszyfrowania użyć algorytmu szyfrującego. POWRÓT

20. 3.Podstawowe szyfry SZYFR Z DOWOLNYM PRZESUNIĘCIEM Jest to uogólnienie algorytmu Cezara i ROT-13.Literę przesuwamy w alfabecie o dowolną liczbę miejsc. POWRÓT

21. 3.Podstawowe szyfry Zapis matematyczny SZYFRU Z DOWOLNYM PRZESUNIĘCIEM:Szyfrowanie:c=E(p)=(p+n)mod 26Deszyfrowanie:p=D(c)=(c-n)mod 26 Przez n rozumiemy wartość przesunięcia. Jeśli przy szyfrowaniu przesuwamy w lewo to n<0. POWRÓT

22. 3.Podstawowe szyfry SZYFR AtBash Polega on na przyporządkowaniu literze znaku, który leży w takiej samej odległości od końca. Np. „a” szyfrujemy jako „z”, a „f” jako literę 6 od końca alfabetu, czyli „u”. POWRÓT

23. 3.Podstawowe szyfry SZYFR MARII STUART Szyfr powstały za pomocą nomenklatora. Nomenklator – to system utajniania wiadomości, polegający na zastosowaniu krótkiej listy słów kodowych oraz alfabetu szyfrowego do szyfrowania pozostałych słów tekstu jawnego POWRÓT

24. 3.Podstawowe szyfry Nomenklator Marii Stuart POWRÓT

25. 3.Podstawowe szyfry INNE SZYFRY PODSTAWIENIOWE: • algorytm XOR • Szyfr Vigenere’a (uproszczony nie do złamania) Mogą być one bezwarunkowo bezpieczne. POWRÓT

26. 3.Podstawowe szyfry ALGORYTM XOR Spotykany również pod nazwąalternatywy wykluczającej lub binarnego sumowania mod 2. Z tablicy ASCII musimy odczytać wartość znaku. Cyfrę w systemie dziesiętnym zamieniamy na system dwójkowy i przystępujemy do kodowania. POWRÓT

27. 3.Podstawowe szyfry ALGORYTM XOR 0 XOR 0 = 0 1 XOR 1 = 0 0 XOR 1 = 1 1 XOR 0 = 1 Najprostsze wyjaśnienie: Jeśli cyfra się zmienia to w kodzie jest jedynka, jeśli się nie zmienia, w kodzie jest 0 POWRÓT

28. 3.Podstawowe szyfry ALGORYTM XOR Przykład: Tekst jawny: 01 00 10 10 Kod: 01 00 10 00 Tekst zaszyfrowany: 00 00 00 10 Aby odszyfrować tekst należy ponownie „przepuścić” go przez kod. POWRÓT

29. 3.Podstawowe szyfry SZYFR VIGENERE’A (uproszczony nie do złamania) Jeden z pierwszych szyfrów polialfabety-cznych. W tym przypadku było ich aż 26. Każda litera alfabetu staje się pierwszą literą nowego alfabetu. POWRÓT

30. 3.Podstawowe szyfry TABLICA VIGENERE’A: POWRÓT

31. 3.Podstawowe szyfry SZYFR VIGENERE’A Literę z tekstu jawnego szyfrujemy literą oddaloną od początku tyle samo tylko w innym alfabecie. Alfabet określa litera z kodu. Gdy hasło jest za krótkie powtarzamy je. Tekst jawny: kryp togr afia Hasło: hasl ohas loha Tekst zaszyfrowany: rrrw hvgj ltpa POWRÓT

32. 3.Podstawowe szyfry SZYFR VIGENERE’A Aby odczytać zaszyfrowany tekst należy wykonać operację od końca. Np. dla „r” w alfabecie H. Znajdujemy „r” w tym alfabecie i liczymy, w którym miejscu znajduje się od góry. Następnie sprawdzamy, która to litera w alfabecie jawnym, czyli A. Jest to litera „k” POWRÓT

33. 3.Podstawowe szyfry SZYFR ONE-TIME-PAD Dwie wersje tego algorytmu to: • Wersja binarna - algorytm XOR • Wersja znakowa - szyfr Vigenere’a POWRÓT

34. 3.Podstawowe szyfry SZYFR ONE-TIME-PAD Staje się bezwarunkowo bezpieczny, gdy spełnimy trzy założenia: • hasło musi być ciągiem losowym • hasło musi być jednorazowe • długość hasła musi być przynajmniej tak samo długa jak długość szyfrowanego tekstu POWRÓT

35. 3.Podstawowe szyfry SZYFR PRZESTAWIENOWY przez macierz, którą jest figura geometryczna. Zaszyfrujemy zdanie „Ala ma kota” za pomocą kwadratu 3x3. POWRÓT

36. 3.Podstawowe szyfry Zapisujemy: A l a m a k o t a i odczytujemy kolumnami: „Amolataka” Aby odszyfrować tekst należy ją ponownie zapisać w macierzy i zapisać kolumnami. Warto zauważyć, że do odszyfrowania wystarczy czytać co trzecią literę. POWRÓT

37. *SPIS TRESCI* • 1.Co to jest kryptografia? • 2.Historia kryptografii • 3.Podstawowe szyfry • 4.Zastosowanie kryptografii • 5.Ciekawostki ZAKOŃCZ

38. 4.Zastosowanie kryptografii W dzisiejszych czasach kryptografia jest bardzo ważną nauką, dlatego też znajduje wiele zastosowań. Kryptografia jest używana do zapewnienia autentyczności, integralności i poufności danych. Dane przesyłane między komputerami nieustannie narażone są na ataki hakerów, dlatego muszą być szyfrowane coraz to trudniejszymi do złamania szyframi. POWRÓT

39. *SPIS TRESCI* • 1.Co to jest kryptografia? • 2.Historia kryptografii • 3.Podstawowe szyfry • 4.Zastosowanie kryptografii • 5.Ciekawostki ZAKOŃCZ

40. 5.Ciekawostki Jeden z najstarszych opisów szyfrowania przez podstawianie znajduje się w dziele "Kamasutra", napisanym w IV wieku przez bramińskiego uczonego Vatsyayana, który korzystał z rękopisów pochodzących nawet z IV w p.n.e. "Kamasutra" zaleca kobietom poznanie 64 sztuk, takich jak gotowanie, ubieranie się, masaż i przygotowanie perfum. Na liście tej znajdują się również inne sztuki, takie jak wróżbiarstwo, gra w szachy, introligatorstwo i stolarka. Natomiast pozycja numer 45 to mlecchita-vikalpa, sztuka posługiwania się tajnym pismem, która ma pomóc kobietom w ukryciu swoich związków. Księga szyfrów Simon Singh POWRÓT

41. 5.Ciekawostki Źródłem kryptologii wcale nie była Europa. W latach od 800 do 1200 arabscy uczeni odnotowali wiele osiągnięć nauki. W tym samym czasie Europa tkwiła w intelektualnych ciemnościach. Podczas gdy Al-Kindi opisywał zasady kryptoanalizy, Europejczycy wciąż biedzili się z podstawami kryptografii. Księga s zyfrów Simon Singh POWRÓT

42. 5.Ciekawostki Szyfr AtBash możemy spotkać w Starym Testamencie. W Księdze Jeremiasza słowo BABILON(BABEL) w pewnym momencie zastąpione jest słowem SZESZAK. Okazuje się, że jest to BABEL zaszyfrowane za pomocą AtBash w hebrajskim alfabecie POWRÓT

43. 5.Ciekawostki Podobno gorąca linia pomiędzy Waszyngtonem i Moskwą była szyfrowana za pomocą szyfru one-time-pad. POWRÓT

44. 5.Ciekawostki Jednym z kodów, który był nie do odszyfrowania przez wrogie wojska japońskie był język Indian Navaho. Dialekt ten był niezrozumiały dla wszystkich plemion i innych ludzi, z wyjątkiem 28 Amerykanów, którzy go studiowali. Dialekt ten miał ta zaletę, iż nadawał się do idealnie do szybkiej, bezpiecznej łączności. Kryptoanalitycy, którzy dostali próbkę tego dialektu do rozszyfrowania nazwali ten język dziwaczną sekwencją gardłowych, nosowych, trudnych do wymówienia dźwięków. DALEJ POWRÓT

45. 5.Ciekawostki Nikt nie był w stanie dokonać transkrypcji tego języka bez wcześniejszej znajomości tego dialektu. Kod Navahów został wysoko oceniony i służył wojskom amerykańskim na Pacyfiku. Bezpieczeństwo tego kodu polegało z prostego faktu, język tego plemienia jest całkowicie pozbawiony znaczenia dla wszystkich, którzy się go nie uczyli. POWRÓT

46. 5.Ciekawostki ENIGMA W sumie nie był to szyfr, tylko niemiecka maszyna szyfrująca używana przez wywiad i armię niemiecką, korzystająca z szyfrów polialfabetycznych, co na tamte czasy było dużym osiągnięciem. Wiadomości zaszyfrowane przez tę maszynę były niewiarygodnie trudne do rozszyfrowania. Mimo to, w 1934 roku Polakom udało się zbudować pierwszą „swoją” wersję Enigmy. Dzięki niej, możliwe było już deszyfrowanie większości wiadomości, choć Niemcy zaczęły zmieniać sposób szyfrowania. POWRÓT

47. 5.Ciekawostki Polacy do deszyfrowania wykorzystywali w sposób nowatorski istniejące teorie kombinatoryczne – tzw. cykli i transpozycji. Niestety, w roku 1939 Niemcy radykalnie zmienili system szyfrowania. Zmiany, które musiałyby zostać wprowadzone w polskim wynalazku przekraczały budżet Polaków. Przekazali więc swoją maszynę Francuzom, lecz nie zaniechali swoich prac. Musieli się niestety ewakuować do innych krajów z powodu rozpoczęcia wojny. POWRÓT

48. 5.Ciekawostki BUDOWA ENIGMY Z przodu znajdowała się 26 literowa klawiatura, a za nią płytka z drugim zestawem znaków podświetlanym żarówkami. W środku znajdowały się od 3 do 8 bębenków szyfrujących i jeden „odwracający” walec. Po naciśnięciu klawisza na klawiaturce, następuje przesunięcie o 1/26 prawego bębenka, po czym zapala się odpowiednia żarówka POWRÓT

49. 5.Ciekawostki Jedna z części Enigmy Oryginalna maszyna szyfrująca Enigma POWRÓT

50. 5.Ciekawostki Zbliżenie na klawiaturę ENIGMY POWRÓT