Реферати українською » Государство и право » Історичні основи криптології


Реферат Історичні основи криптології

Страница 1 из 10 | Следующая страница

Федеральне агентство за освітою

>Ставропольский Державний університет

>Реферат

На тему:

«Історичні основикриптологии»

>Виполнил:

Студент 4-го курсу

Спеціальності «Математика»

Шевченка Віктор.

>Ставрополь 2006.

Зміст.

1. Запровадження …………………………………………………………………………3

2. Предметкриптологии …………………………………………………………...7

3. Мова повідомлення …………………………………………………………………8

4.Тайнопись ……………………………………………………………………….10

5. Коди та його призначення …………………………………………………………..14

6.Криптография ікриптоанализ………………………………………………….19

7. Історіякриптографии…………………………………………………………..22

8.Заключение……………………………………………………………………….48

9. Примітки ……………………………………………………………………...50

10. Списоклитератури……………………………………………………………...57

Запровадження.

«Співгромадяни!» — почав він схвильованим

голосом, але оскільки мова його був секретний,

то вельми природне і, що ніхто не чув.

М. Салтиков-Щедрін,

«Історія одного міста».

Історія людської цивілізації стала історією створення систем безпечної передачі. Мистецтво шифрування і таємною передачі була властива практично всім державам.

Що зазвичай на думку при проголошенні слова «криптографія»? Спецслужби, дипломатична листування, "математичне шаманство"? При проголошенні фрази «криптографія в інформаційних технологій»?Шифрование даних пригадають відразу. Про електронну підпис згадають. Хто то знає, що то про «Сертифікати відкритих ключів». Або про «зламування» чужих шифрів. Спробуймо розібратися з усіма цими, та водночас і іншими, поняттями і чи підходами, якими оперує сучасна криптографія.
  Криптография у минулому використовувалася лише військових цілях. Але тепер, разом з формуванням інформаційного суспільства, криптографія стає однією з основних інструментів, які забезпечують конфіденційність, довіру, авторизацію, електронні платежі, корпоративну безпека продукції та незліченну кількість інших важливих речей. Заради справедливості слід відзначити, що криптографія — не панацея від усіх бід.Криптографические методи може допомогти дбати про безпеку, але для цієї методи сподіватися ні слід.Криптографические методи можна застосовувати для рішень наступних проблем безпеки:

- конфіденційностіпередаваемих/хранимих даних

- аутентифікації 

- цілісності збережених і переданих даних

- забезпечення дійсності документів Базових методів перетворення інформації, якими володіє криптографія, трохи, у тому числі:

- шифрування (симетричний і несиметричне)

- обчисленняхеш функцій 

- генерація електронного цифрового підпису

- генерація послідовностіпсевдослучайних чисел

Проблема захисту шляхом її перетворення, виключає її прочитання стороння особа, хвилювала людський розум з давнини. Історія криптографії - ровесниця історії людського мови. Понад те, спочатку

писемність як така був своєрідною криптографічного системою, позаяк у древніх суспільствах нею володіли лише обрані. Священні книжки Давнього Єгипту, древньої Індії тому приклади.

Історію криптографії умовно можна розділити на виборах 4 етапу.

1. Наївна криптографія.

2. Формальна криптографія.

3. Наукова криптографія.

4. Комп'ютерна криптографія.

Для наївною криптографії (до поч. XVI століття) характерно використання будь-яких (зазвичай примітивних) способів заплутування противника щодо змістушифруемих текстів. На початковому етапі знають за захистом інформації використовувалися методи кодування істеганографии, які близькі, але з тотожні криптографії. Більшість із використовуваних шифрів полягали в перестановці чимоноалфавитной підстановці. Серед перших зафіксованих прикладів є шифр Цезаря, котра перебувала заміні кожної літери початкового тексту в іншу, віддалену від неї у алфавіті на певна кількість позицій. Інший шифр,полибианский квадрат, яке приписується грецькому письменникуПолибию, є спільноюмоноалфавитной підстановкою, що з допомогою випадково заповненою алфавітом квадратної таблицею (для грецького алфавіту розмір становить5x5). Кожна літера вихідного тексту замінюється на букву, вартісну в квадраті знизу від нього. Етап формальної криптографії (кін. 15 століття - поч. ХХ століття) пов'язані з появою формалізованих і щодо стійких до ручномукриптоанализу шифрів. У країни це сталося добу Відродження, коли науку й торгівлі викликало попит на надійні засоби захисту інформації. Важлива роль цьому етапі належитьЛеонуБатистеАльберти, італійському архітектору, який однією з перших запропонувавмногоалфавитную підстановку. Цей шифр, який одержав ім'я дипломата XVI століттяБлезаВижинера, перебував у послідовному «додаванні» літер вихідного тексту з ключем (процедуру можна полегшити з допомогою спеціальної таблиці). Його робота «Трактат про шифрі»A466) вважається перекл- першої науковою працею покриптологии. Однією із перших друкованих робіт, у якій узагальнені і сформульовані відомі тоді алгоритми шифрування є працю «Поліграфія»A508 р.) німецького абата ЙоганнаТрисемуса. Йому належать два невеликих, але важливих відкриття: спосіб заповненняполибианского квадрата (перших позицій заповнюються з допомогою легкозапоминаемого ключового слова, інші - які залишилися літерами алфавіту) і шифрування пар літер (>биграмм). Простим але стійким способоммногоалфавитной заміни (підстановкибиграмм) є шифрПлейфера, який було відкрито початку ХІХ століття ЧарльзомУитстоном.Уитстону належить та найважливіше вдосконалення - шифрування ««подвійним квадратом». ШифриПлейфера іУитстона використовувалися до першої Першої світової, оскільки ніяк не піддавалися ручномукриптоанализу. У ХІХ столітті голландецьКеркхофф сформулював основну вимогу до криптографічним системам, який залишається актуальним і нині: таємність шифрів мусить бути полягає в таємності ключа, але з алгоритму. Нарешті, за останнє слово вдонаучной криптографії, яке забезпечили ще більше високукриптостойкосить, і навіть дозволило автоматизувати (себто механізувати) процес шифрування стали роторнікриптосистеми. Однією із перших подібних систем стала винайдена в 1790 року ТомасомДжефферсоном, майбутнім президентом США механічна машина.Многоалфавитная підстановка з допомогою роторній машини реалізується варіацією взаємного становища обертових роторів, кожен із яких веде «прошиту» у ньому підстановку. Практичне поширення роторні машини отримали лише на початку ХХ століття. Однією із перших практично використовуваних машин, стала німецькаEnigma, розроблена в 1917 року ЕдвардомХеберном і вдосконалена АртуромКирхом.Роторние машини активно використовувалися під час другої Першої світової. Крім німецької машиниEnigma використовувалися також устроюSigaba (США),Турех (Великобританія),Red, Orange іPurple2 (Японія).Роторние системи - вершина формальної криптографії оскільки щодо просто реалізовували дуже стійкі шифри. Успішнікриптоатаки на роторні системи відбуваються тільки з появою ЕОМ на початку 40-х років. Головна характерна риса наукової криптографії 30-ті - 60-ті роки ХХ століття) - появакриптосистем із суворим математичним обгрунтуваннямкриптостойкости. На початку 1930-х остаточно сформувалися розділи математики, є наукової основоюкриптологии: теорія ймовірностей і математична статистика, загальна алгебра, теорія чисел, почали активно розвиватися теорія алгоритмів, теорія інформації, кібернетика. Своєрідним вододілом стала робота Клода Шеннона «Теорія зв'язку в секретних системах» ), де сформульовані теоретичні принципи криптографічного захисту. Шеннон ввів поняття «розсіювання» і «перемішування», обгрунтував можливість створення як завгодно стійкихкриптосистем. У 60-ті роки провідні писав криптографічні школи підійшли до створення блокових шифрів, ще більше стійких протироторнимикриптосистемами, проте допускають реалізацію лише у вигляді цифрових електронних пристроїв. Комп'ютерна криптографія (з 1970-х років ХХ століття) зобов'язана своєю появою обчислювальним засобам з продуктивністю, достатньої для реалізаціїкритосистем, які забезпечують за великої швидкості шифрування сталася на кілька Приблизно о 1900 року до зв. е. древні єгиптяни почали видозмінювати й перекручувати ієрогліфи, щоб закодувати певні повідомлення. порядків вищукриптостойкость, ніж «ручні» і «механічні» шифри. Першим класомкриптосистем, практичне застосування яких стали можливе з появою потужних і компактних обчислювальних коштів, стали блочні шифри. У роки розробили американський стандарт шифруванняDES (прийнятий у 1978 року). Одне з авторів, ХорстФейстел (співробітник IBM), описав модель блокових шифрів, з урахуванням якому було побудовано інші, стійкіші симетричнікриптосистеми, зокрема вітчизняний стандарт шифрування ГОСТ 28147-89. З появоюDES збагатився ікриптоанализ, для атак на американський алгоритм був створено кілька нових видівкриптоанализа (лінійний, диференціальний тощо.), практична реалізація яких знов-таки була можливе тільки з її появою потужних обчислювальних систем. У 1970-х років стався справжній прорив у сучасної криптографії - поява асиметричнихкриптосистем, які вимагали передачі секретного ключа між сторонами. Тут відправною точкою прийнято вважати роботу, опубліковануУитфилдомДиффи і МартіномХеллманом в 1976 року під назвою «Нові напрями у сучасної криптографії». У ній вперше сформульовані принципи обміну шифрованою інформацією без обміну секретним ключем. Незалежно до ідеї асиметричнихкриптосистем підійшов Ральф Мерклі. Кількома роками пізніше РонРивест, АдіШамир і ЛеонардАдлеман відкрили системуRSA, першу практичну асиметричнукриптосистему, стійкість якої був полягає в проблеміфакторизации великих простих чисел. Асиметрична криптографія відкрила відразу кількох нових прикладних напрямів, зокрема системи електронного цифрового підпису (>ЭЦП) і електронних грошей. У 80-90-ті роки з'явилися цілком нові напрями криптографії: ймовірнісна шифрування, квантова криптографія та інші. Усвідомлення їх практичної цінності у майбутньому. Актуальною залишається завдання вдосконалення симетричнихкриптосистем. У 80-90 роки розробилинефейстеловские шифри (>SAFER,RC6 та інших.), а 2000 року після відкритого міжнародного конкурсу ухвалили новий національний стандарт шифрування США - AES.

У 600 - 500 роки до зв. е. древні євреї створили впорядковану систему криптографії ">Атбаш" - у Росії відома під назвою ">тарабарская грамота". Суть методу проста: при листі одна літера алфавіту замінюється інший, наприклад, замість літери "а" завжди пишеться літера "я".

Основні засади розвідки та контррозвідки, зокрема й методи обробки інформації, вперше сформулював китайський учений Сун Цзи у своїй книжці "Мистецтво війни" приблизно 500 року до зв. е.Малоизвестно, що у відомоїдревнеиндийской книзі "КамаСутра" криптографія згадується як одна з 64 мистецтв, обов'язкових до вивчення.

АбуЯхмади, упорядник першого словника арабської мови в VIII столітті навчився зламувати візантійські секретні депеші, написані основі грецької мови.

У XV столітті італійський математик Леон БатистаАльберти створив найпершу математичну модель криптографії. Він також створив перше механічне пристрій для шифрування секретних документів. За підсумками його винаходи діяли все писав криптографічні устрою, що використовувалися до поява комп'ютерів. Зокрема, в 17 столітті відомий англійський учений сер Френсіс Бекон створив такий пристрій, де кожної букви алфавіту могло відповідати п'ять варіантів шифровки.

У XVII столітті криптографією захопився Томас Джефферсон, одне із батьків-засновників США, третій за рахунком розміняє президент країни і вчена. Він створив в шифрувальну машину циліндричною форми, дозволяла використовувати десятки варіантів кодування. Подібні пристрої використовувалися в усьому світі до кінця Другої світової війни.

У у вісімнадцятому сторіччі англійська розвідка стала застосовувати невидимі чорнило - зокрема молоко. Метод листи молоком (текст стає видно при нагріванні листи паперу) пізніше використовував Володимир Ленін.

ПредметКриптологии.

 

   Опис предметакриптологии розпочнемо здоуточнения повсякденного поняття інформація. Іноземному терміну інформація досить близько відповідає Русское Слово сенс. Вочевидь, що один й саму інформацію можна передати різними повідомленнями, наприклад, говорять різними мовами, і навіть листом, телеграфом чи факсом.

   З іншого боку, один і той ж повідомлення різними людьми розуміється по-різному. Наприклад, при повідомленні про перемогу «Спартака» інший футбольний уболівальник зрадіє, а інший може і засмутитися. Отже, можна дійти невтішного висновку, що людьми вилучають із повідомлення з допомогою ключа, правила,придающего повідомленню конкретний зміст. Для звичайних повідомлень такі правила дають здоровий глузд і чітке знання мови. Іноді, ключем володіє лише вузька група осіб, знає спеціальні терміни чи жаргон. Наприклад, на блатному мові початку століттясизюмаpпено означало число 75.Жаргон преферансистів добре ілюструє анекдот. Касир запитує у свого чоловіки, знімаючого велику суму із рахунку: «>Гарнитурчик збираєтеся прикупити?», зі зітханням відповідає: «>Прикупил вчора, на мізері». У програмістів на персональні комп'ютери можна почути масу специфічних термінів: стара мама, кривою гвинт, косіфлопи,полуось, недогризок.О’Генри в «Королях і капусту» навів приклад, як написана на Нью-Йоркському жаргоні телеграма: «...головний з тендітним товаром тримає курс - на сіль...» — була зрозуміла тубільними чиновниками, хоч скільки ламали собі вони з неї голову. Але вона має сенс, що ПрезидентАнчурии біг з коханкою до океану, відразу ж потрапляє розгадав американець БілліКьоу, який «...а саме примудрився зрозуміти навіть наказ вивітритися,произнесенний на класичному китайській мові і підтверджений дулом мушкета...»

   Особливу роль ключ має у криптографії, де її знання гарантує вилучення

справжнього смислу повідомлення. Згадайте кумедні фігурки з оповідання «>Пляшущие чоловічки» Конан Дойля. Їх малюнок здавався дитячими пустощами, але привів у жах героїню, яка, знаючи ключ, прочитала адресовану їй шифровку: «>Илей, готуйся до смерті».

Мова повідомлення.

 

Вихідний незнання мови повідомлення зазвичай унеможливлює сприйняття його сенсу. Чоловік, який звик до скромною символіці на вітчизняних сигаретах, не зміг правильно прочитати назву їхнього нового сорти: «>ПОКТОБ». На пачці під гарним князівським гербом була англійська, а російська написРОСТОВ.

   Мало хто зможе зрозуміти запис «>манадерутумо», зробленупо-нганасански, адже знають цю мову в усьому світі навряд чи понад тисячу. І вже зовсім неймовірною здається можливість прочитання написи на забутому мові. У Великому енциклопедичному словнику написано: «Розшифровка Ф.Шампольоном ієрогліфічного текстуРозеттского каменю започаткувала читання староєгипетських ієрогліфів». У цьому вся висловлюванні все вірно. Однак чи можна розшифрувати письмена, які були зашифровані? Паскаль у «>Мислях» висловився: «Мови суть шифри, у яких не літери замінені літерами, а слова словами, отже невідомий мову є легкоразгадиваемий шифр». Алекриптологи і мовознавці не підтримують цю думку. Тому далі вживання слова розшифровка стосуватиметься тільки в прочитанню повідомлень на відомих мовами, зроблених з допомогою шифру, тобто системи зміни тексту листи, щоб зробити зміст її незрозумілим для непосвячених, хто знає ключа.

   Варто лише зробити невеличке, але важливе зауваження. Іноді необхідно російський текст надрукувати на пишучої машинці з латинським алфавітом. І тому можна скористатися відповідністю російських літер латинським прийнятим для написання міжнародних телеграм. Наприклад,SHESTOEPOCHTOVOEOTDELENIEGORODA

>IAROSLAVLIA.

   Зауважимо, літера Еге передається як і і літера Є, тим щонайменше написаний так текст залишиться російським, просто зміниться його кодування. Мова серйозно впливає на структуру тексту та її розуміння. Проте, навіть визначившись із мовою повідомлення, буває часом важко вирішити скільки літер становитиме алфавіт: латинський налічує 24-25 літер, а російський 31-32. Неоднозначність виникає тому що за листі частина літер заміняють іншими, подібними по звучання чи написання. Зазвичай російську букву Ё у листі заміняють на букву Є, а буквуЙ на І. Кожен мову має власний специфічний алфавіт, але, на жаль єдиний. Так, хоча болгарський і російський алфавіти, що відбулися від кирилиці, майже однакові, але у болгарському немає літер Ё, И, Еге. Тому, набираючи поперемінно то російський, то болгарський тексти, зазвичай тримаються

Страница 1 из 10 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація