şifre - Cipher

Edward Larsson 'nın rün şifre bulunan benzeyen Kensington Runestone . Ayrıca runik olarak alakasız blackletter yazı stili ve pigpen şifresini de içerir .

Gelen kriptografi , bir şifre (veya şifre ) bir bir algoritma gerçekleştirmek için şifreleme veya şifre çözme bir prosedür olarak takip edilebilir iyi tanımlanmış aşamaları dizisi -a. Alternatif, daha az yaygın bir terim şifrelemedir . Şifrelemek veya kodlamak, bilgiyi şifreye veya koda dönüştürmektir. Halk diline, "şifre" "ile eş anlamlıdır kod kişiler mesaj şifrelemek adımlar bir dizi her ikisi olarak,"; bununla birlikte, kriptografide, özellikle klasik kriptografide kavramlar farklıdır .

Kodlar genellikle çıktıda farklı uzunluktaki karakter dizilerinin yerini alırken, şifreler genellikle girdiyle aynı sayıda karakterin yerini alır. İstisnalar vardır ve bazı şifreleme sistemleri, çıktı verirken girilen sayıya karşı biraz daha fazla veya daha az karakter kullanabilir.

Rastgele bir karakter veya sayı dizisini bir kelimeye veya deyime bağlayan büyük bir kod çizelgesine göre değiştirilerek çalıştırılan kodlar . Örneğin, "UQJHSE", "Aşağıdaki koordinatlara ilerleyin" kodu olabilir. Bir şifre kullanıldığında orijinal bilgi olarak bilinen düz metin ve şifrelenmiş biçim olarak şifreli . Şifreli metin mesajı, düz metin mesajının tüm bilgilerini içerir, ancak şifresini çözmek için uygun mekanizma olmadan bir insan veya bilgisayar tarafından okunabilecek bir formatta değildir.

Bir şifrenin çalışması genellikle bir anahtar (veya geleneksel NSA tabiriyle bir kriptodeğişken ) adı verilen bir yardımcı bilgiye bağlıdır . Şifreleme prosedürü, algoritmanın ayrıntılı çalışmasını değiştiren anahtara bağlı olarak değişir. Bir mesajı şifrelemek için bir şifre kullanılmadan önce bir anahtar seçilmelidir. Anahtar bilgisi olmadan, elde edilen şifreli metnin şifresini okunabilir düz metne dönüştürmek imkansız değilse de son derece zor olmalıdır.

Çoğu modern şifre birkaç şekilde kategorize edilebilir.

  • Genellikle sabit büyüklükteki sembol blokları ( blok şifreleri ) veya sürekli bir sembol akışı ( akım şifreleri ) üzerinde çalışıp çalışmadıklarına göre .
  • Hem şifreleme hem de şifre çözme için aynı anahtarın kullanılmasına ( simetrik anahtar algoritmaları ) veya her biri için farklı bir anahtar kullanılmasına ( asimetrik anahtar algoritmaları ) göre. Algoritma simetrik ise, anahtar alıcı ve gönderici tarafından bilinmeli ve başka hiç kimse tarafından bilinmemelidir. Algoritma asimetrik ise, şifreleme anahtarı, şifre çözme anahtarından farklıdır, ancak onunla yakından ilişkilidir. Bir anahtar diğerinden çıkarılamazsa, asimetrik anahtar algoritması açık/özel anahtar özelliğine sahiptir ve anahtarlardan biri gizlilik kaybı olmadan açık hale getirilebilir.

etimoloji

Roma sayı sistemi sıfır kavramı yok çünkü kısmen, çok hantal oldu. Arapça rakam Avrupa'ya Arap dünyasından sistem yayıldı Ortaçağ'da . Bu geçiş olarak, sıfır için Arapça kelime صفر ( sifr ) olarak Ortaçağ Latin içine kabul edilmiştir Cifra olarak Orta Fransızca'ya sonra ve cifre . Bu, sonunda İngilizce kelime şifresine (azınlık yazım cypher ) yol açtı . Terimin kodlamaya nasıl atıfta bulunduğuna dair bir teori, sıfır kavramının Avrupalılar için kafa karıştırıcı olduğu ve bu nedenle terimin kolayca anlaşılmayan bir mesaj veya iletişime atıfta bulunduğudur.

Şifre terimi daha sonra herhangi bir Arapça rakamı veya bunları kullanarak hesaplamayı ifade etmek için de kullanıldı, bu nedenle metni Arap rakamları biçiminde kodlamak, metni kelimenin tam anlamıyla "şifrelere" dönüştürmektir.

Karşı kodlar

Teknik olmayan kullanımda, bir "(gizli) kod " tipik olarak bir "şifre" anlamına gelir. Ancak teknik tartışmalarda "kod" ve "şifre" kelimeleri iki farklı kavramı ifade eder. Kodlar anlam düzeyinde çalışır, yani kelimeler veya deyimler başka bir şeye dönüştürülür ve bu parçalama genellikle mesajı kısaltır.

Bunun bir örneği, bir ticari telgraf kodu alışverişini kullanarak, ticari sözleşmeler girmesini sonuçlanan uzun telgraf mesajları kısaltmak için kullanılmıştır telgraf .

Başka bir örnek, Japonca'nın dillerini desteklemek için Kanji (Japonca) karakterlerini kullanma şekline benzer şekilde, kullanıcının tüm bir sözcüğü bir sembol veya karakterle değiştirmesine izin veren tam kelime şifreleri ile verilmiştir. örneğin "Hızlı kahverengi tilki tembel köpeğin üzerinden atlar", "Hızlı kahverengi 狐 atlar 上 tembel 犬" olur.

Öte yandan, şifreler daha düşük bir düzeyde çalışır: tek tek harfler, küçük harf grupları veya modern şemalarda tek tek bitler ve bit blokları. Bazı sistemler , güvenliği artırmak için süper şifreleme kullanarak tek bir sistemde hem kodları hem de şifreleri kullandı . Bazı durumlarda, kodlar ve şifreler terimleri aynı zamanda ikame ve aktarma ile eşanlamlı olarak kullanılır.

Tarihsel olarak, kriptografi, kodlar ve şifreler ikiliğine bölünmüştür; ve şifrelerle için olana benzer, kendi terminolojisini vardı kodlama: " kodlama , codeText , deşifre ve benzeri".

Bununla birlikte, kodların kriptanalize yatkınlık ve hantal bir kod kitabını yönetmenin zorluğu gibi çeşitli dezavantajları vardır . Bu nedenle, modern kriptografide kodlar kullanım dışı kalmıştır ve şifreler baskın tekniktir.

Türler

Çeşitli farklı şifreleme türleri vardır. Kriptografi tarihinde daha önce kullanılan algoritmalar , modern yöntemlerden önemli ölçüde farklıdır ve modern şifreler, nasıl çalıştıklarına ve bir veya iki anahtar kullanıp kullanmadıklarına göre sınıflandırılabilir.

Tarihi

Geçmişte kullanılan tarihi kalem ve kağıt şifreleri bazen klasik şifreler olarak bilinir . Basit ikame şifrelerini ( ROT13 gibi ) ve aktarma şifrelerini ( Rail Çit Şifresi gibi ) içerirler . Örneğin, "İYİ KÖPEK", "PLLX XLP" olarak şifrelenebilir; burada "L", "O" yerine, "P", "G" ve "X", "D" yerine geçer. "GOOD DOG" harflerinin yer değiştirmesi "DGOGDOO" ile sonuçlanabilir. Bu basit şifreleri ve örnekleri, düz metin-şifreli metin çiftleri olmadan bile kırmak kolaydır.

Basit şifreler , her harf için ikame alfabesini değiştiren polialfabetik ikame şifreleriyle ( Vigenère gibi ) değiştirildi. Örneğin, "İYİ KÖPEK", "L", "S" ve "W"nin "O" yerine geçtiği "PLSX TWF" olarak şifrelenebilir. Az miktarda bilinen veya tahmin edilen düz metinle bile, kalem ve kağıt şifrelemesi için tasarlanmış basit polialfabetik ikame şifreleri ve harf aktarma şifrelerini kırmak kolaydır. Yine de tek seferlik bir ped temelinde güvenli bir kalem ve kağıt şifresi oluşturmak mümkündür , ancak tek seferlik pedlerin genel dezavantajları geçerlidir.

Yirminci yüzyılın başlarında, transpozisyon, polialfabetik ikame ve bir tür "katkı maddesi" ikamesi kullanarak şifreleme ve şifre çözme yapmak için elektro-mekanik makineler icat edildi. Olarak , rotor makineleri fiş panoları bir ikame sağlarken, birkaç rotor diski, polyalphabetic ikame sağladı. Rotor diskleri ve santral kabloları değiştirilerek anahtarlar kolayca değiştirilebilir. Bu şifreleme yöntemleri, önceki şemalardan daha karmaşık olmasına ve şifreleme ve şifre çözme için gerekli makinelere rağmen, İngiliz Bombe gibi diğer makineler bu şifreleme yöntemlerini kırmak için icat edildi.

Modern

Modern şifreleme yöntemleri iki kritere göre bölünebilir: kullanılan anahtarın türüne ve giriş verilerinin türüne göre.

Kullanılan anahtar tipine göre şifreler şu şekilde ayrılır:

Bir simetrik anahtar algoritmasında (örneğin, DES ve AES ), gönderici ve alıcı önceden ayarlanmış bir ortak anahtara sahip olmalı ve diğer tüm taraflardan gizli tutulmalıdır; gönderen şifreleme için bu anahtarı, alıcı ise şifre çözme için aynı anahtarı kullanır. Feistel şifre ikame ile yer değiştirme teknikleri bir arada kullanılmaktadır. Çoğu blok şifreleme algoritması bu yapıyı temel alır. Bir asimetrik anahtar algoritmasında (örneğin, RSA ), iki ayrı anahtar vardır: bir ortak anahtar yayınlanır ve herhangi bir göndericinin şifreleme gerçekleştirmesini sağlarken, özel bir anahtar alıcı tarafından gizli tutulur ve yalnızca o kişinin doğru şifre çözme işlemini gerçekleştirmesini sağlar.

Şifreler, giriş verilerinin türüne göre iki türe ayrılabilir:

Anahtar boyutu ve güvenlik açığı

Saf bir matematiksel saldırıda (yani, bir şifreyi kırmaya yardımcı olacak başka herhangi bir bilgiden yoksun), her şeyden önce iki faktör önemlidir:

  • Mevcut hesaplama gücü, yani soruna katlanabilecek hesaplama gücü. Tek bir bilgisayarın ortalama performansının/kapasitesinin dikkate alınması gereken tek faktör olmadığını belirtmek önemlidir. Bir düşman, örneğin bir anahtar için kapsamlı arama hızını (yani "kaba kuvvet" saldırısı) önemli ölçüde artırmak için aynı anda birden fazla bilgisayarı kullanabilir .
  • Anahtar boyutu , yani bir mesajı şifrelemek için kullanılan anahtarın boyutu. Anahtar boyutu arttıkça, kapsamlı aramanın karmaşıklığı, şifrelemeyi doğrudan kırmanın pratik olmadığı noktaya kadar artar.

İstenen etki hesaplama zorluğu olduğundan, teoride bir algoritma ve istenen zorluk seviyesi seçilecek ve buna göre anahtar uzunluğuna karar verilecektir.

Bu işlemin bir örneği, 128 bitlik simetrik bir şifrenin, 3072 bitlik anahtarlı bir asimetrik şifrenin ve 512 bitlik bir eliptik eğri şifresinin hepsinin şu anda benzer zorluğa sahip olduğunu önermek için çoklu raporları kullanan Anahtar Uzunluğu'nda bulunabilir .

Claude Shannon , bilgi teorisi değerlendirmelerini kullanarak, teorik olarak kırılmaz herhangi bir şifrenin, en az düz metin kadar uzun ve yalnızca bir kez kullanılan anahtarlara sahip olması gerektiğini kanıtladı: tek seferlik pad .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar