Čo je šifra?

V kryptografii je šifra algoritmus používaný na vykonávanie šifrovania a/alebo dešifrovania. Niektorí ľudia môžu používať alternatívne hláskovanie „šifra“, ale význam je stále rovnaký. V bežnom používaní môžu byť pojmy kód a šifra považované za synonymá. V oblasti kryptografie sú však tieto dve veci odlišné.

Kódy v skutočnosti nie sú šifry

Kód zvyčajne popisuje systém, v ktorom je určitým slovám alebo frázam priradený význam. Kódové slová alebo frázy môžu mať legitímny, dobre pochopený význam, avšak kód implementuje sekundárny význam, ktorému môžu porozumieť iba tí, ktorí sú „znalí“. Prípadne môže byť kód úplne nezmyselnou kombináciou znakov.

Napríklad dvaja agenti, ktorí chcú potvrdiť, že si môžu navzájom dôverovať, môžu použiť pár kódových fráz. "Počul som, že počasie v Paríži je v tomto ročnom období pekné." a "Vždy som bol osobne viac naklonený Dublinu." by mohla byť dvojica kódových fráz výzvy a odpovede. Jednou z výhod používania kódových fráz s ustáleným a sekundárnym významom je, že vonkajší pozorovateľ môže považovať konverzáciu za úplne výnimočnú a je nepravdepodobné, že by mala skrytý význam. Takýto systém kódových fráz ťaží z hodnovernej popierateľnosti.

Treba si však dať pozor, aby vybrané frázy nepoužil náhodný okoloidúci. Ak prvú kódovú frázu povie náhodný člen verejnosti, môže to považovať za trochu zvláštne, ale inak je to len nečinný rozhovor. Odpoveď na kód by mala byť zvolená tak, aby dávala zmysel každému, kto by mohol počúvať, ale je extrémne nepravdepodobné, že by ju povedal nejaký náhodný človek.

Niektoré kódy nemusia vôbec používať celé slová. Napríklad „UBDIBF“ môže byť kódové slovo používané na označenie „misia dokončená, všetky ciele splnené“. Každý, kto by videl alebo počul takýto kód, by mohol predpokladať, že sa prenáša nejaká tajná správa. Bez znalosti kódu by však nedokázali určiť význam. Takéto kódy ťažia z toho, že sú kratšie a ľahšie sa prenášajú. Obe metódy tiež riskujú, že operátor zabudne správny kód, ktorý má použiť.

Šifry

Šifra je algoritmický spôsob, ako zmeniť správu takým spôsobom, že výstup, známy ako šifrový text, nie je možné pochopiť. Aby sa zabránilo tomu, že sa celá šifra stane zbytočnou, len čo niekto pochopí, ako funguje, používa sa „kľúč“ na zmenu výstupu.

V modernej kryptografii existujú dva odlišné spôsoby definovania algoritmov. Prvý je podľa typu kľúča. Symetrická šifra používa rovnaký kľúč na šifrovanie a dešifrovanie údajov. Symetrický kľúč sa vo všeobecnosti označuje ako tajný kľúč. Asymetrická šifra používa dva rôzne kľúče, jeden na šifrovanie údajov a druhý na dešifrovanie. Asymetrický kľúč používaný na šifrovanie údajov je zvyčajne známy ako verejný kľúč, zatiaľ čo dešifrovací kľúč sa označuje ako súkromný kľúč. Ich využitie týmto spôsobom umožňuje komukoľvek zašifrovať správu s vedomím, že iba legitímny vlastník súkromného kľúča môže správu dešifrovať a prečítať.

Šifry možno klasifikovať aj ako prúdové alebo blokové šifry. Prúdová šifra šifruje nepretržitý prúd symbolov. Bloková šifra šifruje bloky údajov s pevnou veľkosťou, pretože takéto blokové šifry potrebujú výplň, ak údaje presne nezodpovedajú veľkosti bloku.

Klasické vs moderné šifry

Klasické šifry boli pomerne jednoduché. Bolo to potrebné kvôli nízkej technologickej úrovni, ktorá si vyžadovala, aby sa šifry dali použiť ručne alebo pomocou jednoduchých nástrojov. Tie mali tendenciu zahŕňať transpozíciu alebo substitúciu. Substitučná šifra, ako je Caesarova šifra alebo ROT13, nahrádza jedno písmeno v abecede iným. V ROT13 je každé písmeno nahradené písmenom 13 znakov za ním v abecede. Transpozičná šifra funguje podobne, ale nemá rovnaký posun pre každý znak. Takéto techniky, aj keď sa transpozičná abeceda zmení po každom písmene, je relatívne ľahké prelomiť. Je to preto, že možný kľúčový priestor je nízky, existuje len toľko rôznych kľúčov, ktoré je možné použiť. Keď nepriateľ pochopí šifru, môže jednoducho vyskúšať všetky kľúče a prelomiť systém.

Moderné šifry sa spoliehajú na Kerckhoffov princíp. To hovorí, že každý kryptosystém by mal zostať bezpečný, aj keď nepriateľ pozná celý systém okrem kľúča. Ako také sú moderné šifry verejné a dobre preskúmané bez toho, aby bola ohrozená ich bezpečnosť. Teraz je potrebné udržať v tajnosti iba kľúč, čo je oveľa lepšie zvládnuteľné ako utajovanie celého systému.

Záver

Šifra je iný názov pre šifrovací algoritmus. Niektorí ľudia môžu používať výraz zameniteľný s kódom (ako v zašifrované = zakódované). To však nie je úplne správne. Kód sa spolieha na význam kódu, ktorý zostáva tajný. O kóde možno rozhodnúť aj ľubovoľne. Šifra je opakovateľný algoritmus na šifrovanie ľubovoľných údajov. Zabezpečenie šifry sa spolieha na kľúč, ktorý zostáva tajný.

Výraz „šifra“ pochádza z arabského slova pre nulu صفر (sifr). Rímska číselná sústava nemala pojem nula, takže keď sa arabská číselná sústava v stredoveku rozšírila do Európy, arabské slovo bolo prevzaté do stredovekej latinčiny ad „cifra“. Postupom času sa v Anglicku tento výraz vyvinul do slova „šifra“. Verí sa, že nový koncept nuly bol ťažko pochopiteľný, a preto sa tento výraz používal na označenie akejkoľvek správy alebo komunikácie, ktorej bolo ťažké porozumieť, aj keď v skutočnosti nebola zakódovaná alebo zašifrovaná.