Що таке шифр?

У криптографії шифр — це алгоритм, який використовується для шифрування та/або дешифрування. Деякі люди можуть використовувати альтернативне написання «шифр», але значення все одно те саме. У загальному вживанні терміни код і шифр можна вважати синонімами. У сфері криптографії, однак, вони відрізняються.

Коди насправді не є шифрами

Код зазвичай описує систему, де певним словам або фразам присвоюється значення. Кодові слова або фрази можуть мати законне, добре зрозуміле значення, однак код реалізує вторинне значення, яке можуть зрозуміти лише ті, хто «знає». Як варіант, код може являти собою абсолютно безглузду комбінацію символів.

Наприклад, два агенти, які хочуть підтвердити, що вони можуть довіряти один одному, можуть використати пару кодових фраз. «Я чув, що цієї пори року в Парижі гарна погода». і «Особисто я завжди був більш прихильним до Дубліна». це може бути пара кодових фраз виклик-відповідь. Одна з переваг використання кодових фраз із усталеним і вторинним значенням полягає в тому, що сторонній спостерігач може вважати розмову абсолютно невинною та навряд чи має прихований сенс. Така система кодових фраз виграє від правдоподібного заперечення.

Однак потрібно бути обережним, щоб вибрані фрази не були використані випадковим перехожим. Якщо першу кодову фразу сказати випадковому члену громадськості, вони можуть вважати це трохи дивним, але в іншому випадку це просто пуста балаканина. Відповідь коду має бути вибрана так, щоб мати сенс для будь-кого, хто може слухати, але вкрай малоймовірно, щоб її сказала якась випадкова особа.

Деякі коди можуть взагалі не використовувати повні слова. Наприклад, «UBDIBF» може бути кодовим словом, яке використовується для позначення «місія завершена, усі цілі виконано». Кожен, хто побачить або почує такий код, зможе припустити, що передається якесь секретне повідомлення. Однак, не знаючи коду, вони не зможуть визначити значення. Перевага таких кодів полягає в тому, що вони коротші та легші для передачі. Обидва методи також мають ризик того, що оперативник забуде правильний код для використання.

Шифри

Шифр — це алгоритмічний спосіб спотворення повідомлення таким чином, що вихідні дані, відомі як зашифрований текст, не можуть бути зрозумілі. Щоб запобігти тому, щоб весь шифр став марним, щойно хтось зрозуміє, як він працює, для зміни результату використовується «ключ».

У сучасній криптографії існує два різних способи визначення алгоритмів. Перший - за типом ключа. Симетричний шифр використовує той самий ключ для шифрування та дешифрування даних. Симетричний ключ зазвичай називають секретним ключем. Асиметричний шифр використовує два різні ключі: один для шифрування даних, а інший – для дешифрування. Як правило, асиметричний ключ, який використовується для шифрування даних, відомий як відкритий ключ, тоді як ключ дешифрування називається закритим ключем. Використовуючи їх таким чином, будь-хто може зашифрувати повідомлення, упевнений у тому, що лише законний власник закритого ключа може розшифрувати та прочитати повідомлення.

Шифри також можна класифікувати як потокові або блокові. Поточний шифр шифрує безперервний потік символів. Блоковий шифр шифрує блоки даних фіксованого розміру, оскільки такі блокові шифри потребують доповнення, якщо дані не відповідають розміру блоку.

Класичні проти сучасних шифрів

Класичні шифри були відносно простими. Це було необхідно через низький рівень технологій, що вимагало, щоб шифри можна було використовувати вручну або за допомогою простих інструментів. Вони, як правило, включали транспозицію або заміну. Шифр підстановки, такий як шифр Цезаря або ROT13, замінює одну літеру в алфавіті іншою. У ROT13 кожна літера замінюється літерою на 13 символів після неї в алфавіті. Шифр транспозиції діє аналогічно, але не має однакового зсуву для кожного символу. Такі методи, навіть коли алфавіт транспонування змінюється після кожної літери, відносно легко зламати. Це тому, що можливий простір для ключів низький, існує дуже багато різних ключів, які можна використовувати. Як тільки ворог зрозуміє шифр, він може просто спробувати всі ключі та зламати систему.

Сучасні шифри базуються на принципі Керкгофа. Там стверджується, що будь-яка криптосистема повинна залишатися безпечною, навіть якщо вся система, крім ключа, відома ворогу. Таким чином, сучасні шифри є загальнодоступними та добре вивченими без шкоди для їх безпеки. Тепер лише ключ потрібно тримати в таємниці, що набагато легше, ніж зберігати в таємниці всю систему.

Висновок

Шифр — інша назва алгоритму шифрування. Деякі люди можуть використовувати термін взаємозамінний з кодом (наприклад, зашифрований = закодований). Однак це не зовсім правильно. Код покладається на те, що значення коду залишаються секретними. Код також можна вибрати довільно. Шифр — повторюваний алгоритм шифрування довільних даних. Безпека шифру залежить від того, що ключ залишається секретним.

Термін «шифр» походить від арабського слова, що означає нуль صفر (sifr). У римській системі числення не було поняття нуль, тому, коли арабська система числення поширилася в Європі в середні віки, арабське слово було прийнято в середньовічну латинську мову ad “cifra”. З часом в Англії цей термін перетворився на слово «шифр». Вважається, що нову концепцію нуля було важко зрозуміти, тому цей термін використовувався для позначення будь-якого повідомлення або повідомлення, яке було важко зрозуміти, навіть якщо воно насправді не було закодованим або зашифрованим.