Какво е шифър?

В криптографията шифърът е алгоритъм, използван за извършване на криптиране и/или декриптиране. Някои хора може да използват алтернативния правопис „cypher“, но значението все още е същото. При обща употреба термините код и шифър могат да се считат за синоними. В областта на криптографията обаче двете са различни.

Кодовете всъщност не са шифри

Кодът обикновено описва система, в която на определени думи или фрази е присвоено значение. Кодовите думи или фрази може да имат легитимно, добре разбрано значение, но кодът прилага вторично значение, което само тези, които са „запознати“, могат да разберат. Като алтернатива кодът може да бъде напълно безсмислена комбинация от знаци.

Например двама агенти, които искат да потвърдят, че могат да се доверят един на друг, могат да използват двойка кодови фрази. „Чувам, че времето в Париж е хубаво по това време на годината.“ и „Винаги съм бил по-пристрастен към Дъблин лично.“ може да бъде двойка кодови фрази предизвикателство-отговор. Едно от предимствата на използването на кодови фрази с установени и второстепенни значения е, че външен наблюдател може да сметне разговора за напълно необичаен и е малко вероятно да има скрит смисъл. Такава система от кодови фрази се възползва от правдоподобната възможност за отричане.

Трябва обаче да се внимава избраните фрази да не бъдат използвани от случаен минувач. Ако първата кодова фраза бъде изречена на случаен член на обществото, те може да я сметнат за малко странна, но в противен случай просто празен чат. Отговорът на кода трябва да бъде избран така, че да има смисъл за всеки, който може да слуша, но е изключително малко вероятно да бъде казал произволно лице.

Някои кодове може изобщо да не използват пълни думи. Например „UBDIBF“ може да бъде кодова дума, използвана за обозначаване на „мисията завършена, всички цели изпълнени“. Всеки, който види или чуе такъв код, би могъл да предположи, че се предава някакво тайно съобщение. Без да знаят кода обаче, те не биха могли да определят значението. Такива кодове се възползват от това, че са по-кратки и по-лесни за предаване. И двата метода крият риск операторът да забрави правилния код, който да използва.

Шифрове

Шифърът е алгоритмичен начин за манипулиране на съобщение по такъв начин, че изходът, известен като шифрован текст, да не може да бъде разбран. За да се предотврати целият шифър да стане безполезен, веднага щом някой разбере как работи, се използва „ключ“ за промяна на изхода.

В съвременната криптография има два различни начина за дефиниране на алгоритми. Първият е по вида на ключа. Симетричен шифър, използва един и същ ключ за криптиране и декриптиране на данни. Симетричният ключ обикновено се нарича таен ключ. Асиметричният шифър използва два различни ключа, един за криптиране на данни и един за дешифриране. Обикновено асиметричният ключ, използван за криптиране на данни, е известен като публичен ключ, докато ключът за дешифриране се нарича частен ключ. Използването им по този начин позволява на всеки да шифрова съобщение, уверен в знанието, че само легитимният собственик на частния ключ може да дешифрира и прочете съобщението.

Шифърите могат също да бъдат класифицирани като поточен или блоков шифър. Поточен шифър криптира непрекъснат поток от символи. Блоковият шифър криптира блокове с данни с фиксиран размер, тъй като такива блокови шифри се нуждаят от подпълване, ако данните не отговарят точно на размера на блока.

Класически срещу модерни шифри

Класическите шифри бяха относително прости. Това беше необходимо поради ниските технологични нива, налагащи шифрите да могат да се използват на ръка или с помощта на прости инструменти. Те обикновено включват транспониране или заместване. Шифърът за заместване като шифърът на Цезар или ROT13 замества една буква в азбуката с друга. В ROT13 всяка буква се замества с буквата 13 знака след нея в азбуката. Шифърът за транспониране действа по подобен начин, но няма еднакво изместване за всеки знак. Такива техники, дори когато азбуката за транспониране се променя след всяка буква, са относително лесни за разбиване. Това е така, защото възможното пространство за ключове е малко, има толкова много различни ключове, които могат да се използват. След като врагът разбере шифъра, той може просто да опита всички ключове и да разбие системата.

Съвременните шифри разчитат на принципа на Керкхоф. Това гласи, че всяка криптосистема трябва да остане защитена, дори ако цялата система, с изключение на ключа, е известна на врага. Като такива, съвременните шифри са публични и добре проучени, без да се компрометира тяхната сигурност. Сега само ключът трябва да се пази в тайна, нещо много по-управляемо от запазването на цялата система в тайна.

Заключение

Шифърът е друго име за алгоритъм за криптиране. Някои хора могат да използват термина взаимозаменяем с код (както в шифрован = кодиран). Това обаче не е абсолютно правилно. Кодът разчита на това, че значенията на кода остават тайни. Код може също да бъде произволно решен. Шифърът е повторяем алгоритъм за шифроване на произволни данни. Сигурността на шифъра разчита на това ключът да остане таен.

Терминът „шифър“ идва от арабската дума за нула صفر (sifr). Системата с римски цифри нямаше понятието нула, така че когато арабската система с цифри се разпространи в Европа през Средновековието, арабската дума беше приета в средновековния латински ad „cifra“. С течение на времето в Англия този термин еволюира в думата „шифър“. Смята се, че новата концепция за нулата е била трудна за разбиране, така че терминът е бил използван за обозначаване на всяко съобщение или комуникация, които са трудни за разбиране, дори ако всъщност не са били кодирани или шифровани.