Back to the topics list

kriptografija

Uvod u kriptografiju

Kriptografija je praksa i proučavanje tehnika za sigurnu komunikaciju u prisutnosti trećih strana koje nazivamo protivnicima. Njegov glavni cilj je osigurati privatnost, autentifikaciju, cjelovitost i neporicanje poruka ili podataka.

Povijesni kontekst kriptografije

Umjetnost kriptografije stara je koliko i samo pisanje. U početku se koristio kako bi se osiguralo da samo namjeravani primatelji mogu razumjeti sadržaj poruke. Stari Egipćani, Grci i Rimljani razvili su i koristili kriptografske tehnike. Dobro poznati primjer je Cezarova šifra , supstitucijska šifra gdje je svako slovo u otvorenom tekstu pomaknuto određeni broj mjesta niz abecedu.

Osnovne kriptografske tehnike

Postoje dvije osnovne kategorije kriptografskih algoritama:

• Kriptografija sa simetričnim ključem: i pošiljatelj i primatelj koriste isti ključ za šifriranje i dešifriranje. To uključuje algoritme poput AES (Advanced Encryption Standard).
• Kriptografija s asimetričnim ključem: koristi par ključeva, jedan za šifriranje (javni ključ) i jedan za dešifriranje (privatni ključ). RSA (Rivest–Shamir–Adleman) jedan je od najpopularnijih asimetričnih algoritama.

Razumijevanje enkripcije i dešifriranja

Enkripcija je proces pretvaranja otvorenog teksta u šifrirani tekst, koji nije čitljiv nikome osim vlasniku ključa. Dešifriranje je obrnuti proces, pretvaranje šifriranog teksta natrag u čitljiv otvoreni tekst. Matematički odnos se može izraziti kao:

• Šifriranje: \(C = E_k(P)\) , gdje je \(C\) šifrirani tekst, \(P\) je otvoreni tekst, a \(E_k\) je funkcija šifriranja koja koristi ključ \(k\) .
• Dešifriranje: \(P = D_k(C)\) , gdje je \(P\) otvoreni tekst, \(C\) šifrirani tekst, a \(D_k\) funkcija dešifriranja pomoću ključa \(k\) .

Primjeri kriptografskih algoritama

• AES (Advanced Encryption Standard): Široko korišten simetrični algoritam šifriranja koji šifrira podatke fiksne veličine bloka. Smatra se sigurnim protiv napada brutalnom silom.
• RSA (Rivest–Shamir–Adleman): Jedan od prvih kriptosustava s javnim ključem i naširoko se koristi za siguran prijenos podataka. Radi na principu da je lako množiti velike brojeve, ali je teško faktorizirati njihov umnožak.

Infrastruktura javnih ključeva (PKI)

Infrastruktura javnih ključeva je okvir za upravljanje digitalnim certifikatima i šifriranjem javnih ključeva. Korisnicima nezaštićene javne mreže poput interneta omogućuje sigurnu i privatnu razmjenu podataka.

Hash funkcije

Hash funkcije su vrsta kriptografskog algoritma koji generira niz bajtova fiksne veličine (poznat kao hash) iz ulaznih podataka bilo koje veličine. Koriste se za osiguranje integriteta podataka. Dobro poznati primjer je algoritam SHA-256 koji se koristi u rudarenju Bitcoina.

Digitalni potpisi

Digitalni potpisi su kriptografska tehnika koja osigurava podrijetlo i cjelovitost digitalnih komunikacija ili dokumenata. Digitalni potpis generira se korištenjem privatnog ključa i može ga provjeriti svatko tko ima odgovarajući javni ključ.

Kriptoanaliza

Kriptoanaliza je proučavanje analize informacijskih sustava kako bi se razumjeli skriveni aspekti sustava. Koristi se za probijanje kriptografskih sigurnosnih sustava i dobivanje pristupa sadržaju šifriranih poruka.

Primjene kriptografije

Kriptografija ima širok raspon primjena, uključujući osiguravanje povjerljivih komunikacija, zaštitu informacija na uređajima za pohranu, poboljšanje sigurnosti weba i mreže, osiguranje elektroničkih financijskih transakcija i osiguranje integriteta i autentičnosti digitalnih potpisa i certifikata.

Izazovi i budućnost kriptografije

S napretkom računalne snage, kao što je kvantno računalstvo, trenutne kriptografske tehnike suočavaju se s novim izazovima. Kriptografi aktivno rade na razvoju novih algoritama koji mogu izdržati računalnu snagu kvantnih računala.