Κρυπτογραφία: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Αναίρεση έκδοσης 7386642 από τον 81.186.41.20 (Συζήτηση) Ετικέτα: Αναίρεση |
Αναίρεση έκδοσης 7386640 από τον 81.186.41.20 (Συζήτηση) Ετικέτα: Αναίρεση |
||
Γραμμή 4:
|msc2010=94A60
}}
Η λέξη '''κρυπτογραφία''' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]]: ''cryptography'') προέρχεται από τα συνθετικά «κρυπτός» + «γράφω» και είναι ένα διεπιστημονικό γνωστικό πεδίο που ασχολείται με τη μελέτη, την ανάπτυξη και τη χρήση τεχνικών ''κρυπτογράφησης'' και ''αποκρυπτογράφησης'' με σκοπό την απόκρυψη του περιεχομένου των μηνυμάτων. Η κρυπτογραφία είναι ο ένας από τους δύο κλάδους της [[κρυπτολογία]]ς (ο άλλος είναι η [[κρυπτανάλυση]]), η οποία ασχολείται με τη μελέτη της ασφαλούς επικοινωνίας. Σήμερα η κρυπτολογία θεωρείται ένα διεπιστημονικό γνωστικό πεδίο, το οποίο μπορεί να μελετηθεί ως όψη των [[εφαρμοσμένα μαθηματικά|εφαρμοσμένων μαθηματικών]], της [[θεωρητική πληροφορική|θεωρητικής πληροφορικής]] ή της [[ηλεκτρονική μηχανική|επιστήμης ηλεκτρονικού μηχανικού]]. Παρεμφερείς κλάδοι είναι, αντιστοίχως, η '''[[στεγανογραφία]]''' και η '''[[στεγανοανάλυση]]'''.
Η σημασία της κρυπτολογίας είναι τεράστια στους τομείς της [[ασφάλεια υπολογιστικών συστημάτων|ασφάλειας υπολογιστικών συστημάτων]] και των [[τηλεπικοινωνίες|τηλεπικοινωνιών]]. Ο κύριος στόχος της είναι να παρέχει μηχανισμούς ώστε 2 ή περισσότερα άκρα επικοινωνίας (π.χ. άνθρωποι, [[πρόγραμμα υπολογιστή|προγράμματα υπολογιστών]] κλπ.) να ανταλλάξουν μηνύματα, χωρίς κανένας τρίτος να είναι ικανός να διαβάζει την περιεχόμενη [[πληροφορία]] εκτός από τα δύο κύρια άκρα.
Ιστορικά, η κρυπτογραφία χρησιμοποιήθηκε για τη μετατροπή της πληροφορίας μηνυμάτων από μια κανονική, κατανοητή μορφή σε έναν «γρίφο», που χωρίς τη γνώση του κρυφού μετασχηματισμού θα παρέμενε ακατανόητος. Κύριο χαρακτηριστικό των παλαιότερων μορφών κρυπτογράφησης ήταν ότι η επεξεργασία γινόταν πάνω στη [[γλώσσα|γλωσσική]] δομή του μηνύματος. Στις νεότερες μορφές, η κρυπτογραφία χρησιμοποιεί το [[αριθμητικό ισοδύναμο]], ενώ η έμφαση έχει μεταφερθεί σε διάφορα πεδία των μαθηματικών, όπως [[διακριτά μαθηματικά]], [[θεωρία αριθμών]], [[θεωρία πληροφορίας]], [[υπολογιστική πολυπλοκότητα]], [[στατιστική]] και [[συνδυαστική]] ανάλυση.
== Στόχοι ==
Η κρυπτογραφία παρέχει τέσσερις βασικές λειτουργίες («αντικειμενικοί σκοποί»):
* ''Εμπιστευτικότητα'': Η πληροφορία προς μετάδοση είναι προσβάσιμη μόνο στα εξουσιοδοτημένα μέλη. Η πληροφορία είναι ακατανόητη σε κάποιον τρίτο.
* ''Ακεραιότητα'': Η πληροφορία μπορεί να αλλοιωθεί μόνο από τα εξουσιοδοτημένα μέλη και δεν μπορεί να αλλοιώνεται χωρίς την ανίχνευση της αλλοίωσης.
* ''Μη απάρνηση'': Ο αποστολέας ή ο παραλήπτης της πληροφορίας δεν μπορεί να αρνηθεί την αυθεντικότητα της μετάδοσης ή της δημιουργίας της.
* ''Πιστοποίηση'': Οι αποστολέας και παραλήπτης μπορούν να εξακριβώνουν τις ταυτότητές τους καθώς και την πηγή και τον προορισμό της πληροφορίας με διαβεβαίωση ότι οι ταυτότητές τους δεν είναι πλαστές.
== Ορολογία ==
'''Κρυπτογραφία''' γενικότερα είναι η ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ δύο μερών με τέτοιο τρόπο, ώστε η κατανόηση του περιεχομένου των μηνυμάτων να είναι δυνατή μόνο από τον αποστολέα και τον παραλήπτη.
'''Κρυπτογράφηση (''encryption'')''' ονομάζεται η διαδικασία μετασχηματισμού ενός μηνύματος σε μία ακατανόητη μορφή με τη χρήση κάποιου κρυπτογραφικού αλγορίθμου ούτως ώστε να μην μπορεί να διαβαστεί από κανέναν εκτός του νόμιμου παραλήπτη.
Η αντίστροφη διαδικασία όπου από το κρυπτογραφημένο κείμενο παράγεται το αρχικό μήνυμα ονομάζεται '''αποκρυπτογράφηση (''decryption'')'''.
'''Κρυπτογραφικός αλγόριθμος (cipher)''' είναι η μέθοδος μετασχηματισμού δεδομένων σε μία μορφή που να μην επιτρέπει την αποκάλυψη των περιεχομένων τους από μη εξουσιοδοτημένα μέρη. Κατά κανόνα ο κρυπτογραφικός [[αλγόριθμος]] είναι μία πολύπλοκη μαθηματική συνάρτηση.
'''Αρχικό κείμενο (''plaintext'')''' είναι το μήνυμα το οποίο αποτελεί την είσοδο σε μία διεργασία κρυπτογράφησης.
'''Κλειδί (''key'')''' είναι ένας αριθμός αρκετών bit που χρησιμοποιείται ως είσοδος στη συνάρτηση κρυπτογράφησης.
'''Κρυπτογραφημένο κείμενο (''ciphertext'')''' είναι το αποτέλεσμα της εφαρμογής ενός κρυπτογραφικού αλγόριθμου πάνω στο αρχικό κείμενο.
'''[[Κρυπτανάλυση]] (''cryptanalysis'')''' είναι μία επιστήμη που ασχολείται με το "σπάσιμο" κάποιας κρυπτογραφικής τεχνικής ούτως ώστε χωρίς να είναι γνωστό το κλειδί της κρυπτογράφησης, το αρχικό κείμενο να μπορεί να αποκωδικοποιηθεί.
Η διαδικασία της κρυπτογράφησης και της αποκρυπτογράφησης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
[[Αρχείο:Encryption and decryption system.png|center|thumb|700px|Ένα τυπικό σύστημα κρυπτογράφησης - αποκρυπτογράφησης.]]
Η κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση ενός μηνύματος γίνεται με τη βοήθεια ενός αλγόριθμου κρυπτογράφησης (cipher) και ενός κλειδιού κρυπτογράφησης (key). Συνήθως ο αλγόριθμος κρυπτογράφησης είναι γνωστός, οπότε η εμπιστευτικότητα του κρυπτογραφημένου μηνύματος που μεταδίδεται βασίζεται ως επί το πλείστον στη μυστικότητα του κλειδιού κρυπτογράφησης. Το μέγεθος του κλειδιού κρυπτογράφησης μετριέται σε αριθμό bits. Γενικά ισχύει ο εξής κανόνας: όσο μεγαλύτερο είναι το κλειδί κρυπτογράφησης, τόσο δυσκολότερα μπορεί να αποκρυπτογραφηθεί το κρυπτογραφημένο μήνυμα από επίδοξους εισβολείς. Διαφορετικοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης απαιτούν διαφορετικά μήκη κλειδιών για να πετύχουν το ίδιο επίπεδο ανθεκτικότητας κρυπτογράφησης.
== Βασικές έννοιες ==
[[Αρχείο:Sample 1.jpg|thumb|350px|Σχήμα 1.1 Μοντέλο Τυπικού Κρυπτοσυστήματος]]
Ο αντικειμενικός στόχος της κρυπτογραφίας είναι να δώσει τη δυνατότητα σε δύο πρόσωπα, έστω τον Κώστα και τη Βασιλική, να επικοινωνήσουν μέσα από ένα μη ασφαλές κανάλι με τέτοιο τρόπο ώστε ένα τρίτο πρόσωπο, μη εξουσιοδοτημένο (ένας αντίπαλος), να μην μπορεί να παρεμβληθεί στην επικοινωνία ή να κατανοήσει το περιεχόμενο των μηνυμάτων.
Ένα κρυπτοσύστημα (σύνολο διαδικασιών κρυπτογράφησης - αποκρυπτογράφησης) αποτελείται από μία πεντάδα (P,C,k,E,D):
* Το P είναι ο χώρος όλων των δυνατών μηνυμάτων ή αλλιώς ανοικτών κειμένων
* Το C είναι ο χώρος όλων των δυνατών κρυπτογραφημένων μηνυμάτων ή αλλιώς κρυπτοκειμένων
* Το k είναι ο χώρος όλων των δυνατών κλειδιών ή αλλιώς κλειδοχώρος
* Η Ε είναι ο κρυπτογραφικός μετασχηματισμός ή κρυπτογραφική συνάρτηση
* Η D είναι η αντίστροφη συνάρτηση ή μετασχηματισμός αποκρυπτογράφησης
Η συνάρτηση κρυπτογράφησης Ε δέχεται δύο παραμέτρους, μέσα από τον χώρο P
και τον χώρο k και παράγει μία ακολουθία που ανήκει στον χώρο C. Η συνάρτηση αποκρυπτογράφησης D δέχεται 2 παραμέτρους, τον χώρο C και τον χώρο k
και παράγει μια ακολουθία που ανήκει στον χώρο P.
Το Σύστημα του Σχήματος λειτουργεί με τον ακόλουθο τρόπο :
# Ο αποστολέας επιλέγει ένα κλειδί μήκους ''n'' από τον χώρο κλειδιών με τυχαίο τρόπο, όπου τα n στοιχεία του Κ είναι στοιχεία από ένα πεπερασμένο αλφάβητο.
# Αποστέλλει το κλειδί στον παραλήπτη μέσα από ένα ασφαλές κανάλι.
# Ο αποστολέας δημιουργεί ένα μήνυμα από τον χώρο μηνυμάτων.
# Η συνάρτηση κρυπτογράφησης παίρνει τις δυο εισόδους (κλειδί και μήνυμα) και παράγει μια κρυπτοακολουθία συμβόλων (έναν γρίφο) και η ακολουθία αυτή αποστέλλεται διαμέσου ενός μη ασφαλούς καναλιού.
# Η συνάρτηση αποκρυπτογράφησης παίρνει ως όρισμα τις δύο τιμές (κλειδί και γρίφο) και παράγει την ισοδύναμη ακολουθία μηνύματος.
| |||