Algoritmy a kryptografie - Nejdříve nejprve, než začnu a začnu se chlubit o sobě a převést tento blog na nudnou jednostrannou konverzaci, necháme nejprve pochopit, co jsou algoritmy a jak souvisí s kryptografií.

Algoritmy a kryptografie

Algoritmy

Pro ty z vás, kteří si myslí, že algoritmy jsou spojeny pouze s počítačovou vědou, se mýlíte. Algoritmus je metoda nebo vzorec pro řešení problému. A když řeknu problém, může to být jakýkoli typ problému, ať už jde o matematické, vědecké vzorce nebo dokonce o počítač. Dovolte mi, abych vám dal jednoduchý

Příklad:

(A + b) 2 = a 2 + 2ab + b2

Nebo to může být:

Nashromážděná částka = hlavní (1 + ROI * 100 * čas)

Ano! Vše, co je vzorec, lze považovat za algoritmus. Algoritmus je soubor pravidel pro řešení problému, který, pokud bude proveden správně, poskytne správnou odpověď pokaždé. Algoritmy obecně zahrnují opakování řady kroků znovu a znovu, jako v algoritmech výpůjčky a přenášení a v algoritmech dlouhého násobení a dělení. Algoritmy zahrnují různé sčítání, odčítání, násobení a dělení.

Ale než začnete myslet, že sem pořádám nějakou matematickou přednášku, dovolte mi říct, že nejsem. Jsem zde, abych mluvil o algoritmech a kryptografii vztahujících se k informatice. Ale než s tím budu pokračovat, dovolte mi uvést několik jednoduchých algoritmů, se kterými můžete začít.

Tyto příklady jsou určeny čistým noobům, kteří za celý svůj život nikdy nedělali žádné algoritmické věci. Takže, pokud si myslíte, že jste dost chytří, můžete přeskočit na další část kryptografie, kde bych znovu představil některé základy, než se přesunu na další úroveň.

Zde je několik příkladů přídavných algoritmů, které vám prozatím pomohou a podají představu o tom, jak jsou algoritmy. Začněme základní matematikou:

Algoritmy přidání zleva doprava:

Začněte vlevo, přidejte sloupec po sloupci a upravte výsledek.

U některých lidí se tento proces stává tak automatickým, že začíná nalevo a zapisuje sloupec odpovědi po sloupci, přičemž se upravuje tak, jak jdou, aniž by museli zapisovat žádné kroky. Pokud budou požádáni o vysvětlení, řeknou něco takového:

200 plus 400 je 600, ale (při pohledu na další sloupec), musím to upravit, tak napište 7. Pak, 60 a 80 je 140, ale to potřebuje upravit, tak napište 5. Nyní, 8 a 3 je 11, nic víc, psát 1. Tato technika se snadno vyvíjí ze zkušeností s manipulativy, jako jsou základní bloky a peníze, výměna nebo obchodování s hrami, a je v souladu se vzory zleva doprava naučenými pro čtení a psaní.

Když někteří čtou o tom teď, mohou někteří lidé jít všude kolem. Možná budete muset Google tyto věci dostat ven, abyste získali přesnou představu o tom, co se přesně tady děje.

Kryptografie

Kryptografie je umění psaní kódů nečlověkem čitelným způsobem. Jedná se o způsob ukládání a přenosu dat v určité formě, aby je mohli číst a zpracovávat pouze ti, pro něž jsou určeny. Můžete říci, že kryptografie je blízkým bratrancem disciplín kryptologie a kryptanalýzy.

Kryptografie zahrnuje techniky, jako jsou mikrodoty, slučování slov s obrázky a další způsoby, jak skrýt informace v úložišti nebo přenosu. V dnešním počítačově zaměřeném světě je však kryptografie nejčastěji spojována s kódováním prostého textu (obyčejný text, někdy označovaného jako čistý text) do šifrového textu (proces nazývaný šifrování), poté zpět zpět (známý jako dešifrování). Jednotlivci, kteří praktikují toto pole, se nazývají kryptografové.

Šifrování se používá již mnoho tisíc let. Následující kódy a šifry lze naučit a použít k šifrování a dešifrování zpráv ručně:

A) Monofonetické šifry:

Monoalphabetic šifra používá stejnou substituci v celé zprávě. Například pokud víte, že písmeno A je zašifrováno jako písmeno K, bude to platit pro celou zprávu. Tyto typy zpráv lze popraskat pomocí frekvenční analýzy, vzdělaných odhadů nebo pokusů a omylů.

1. Ceaser Šifra

Šifra Caesar je jednou z nejjednodušších (a nejsnadněji prasklých) šifrovacích metod. Jedná se o substituční šifru, která zahrnuje nahrazení každého písmene tajné zprávy jiným písmenem abecedy, což je pevný počet pozic dále v abecedě.

Protože každé písmeno ve zprávě má ​​přímý překlad na jiné písmeno, lze k dešifrování zprávy použít frekvenční analýzu. Například písmeno E je nejčastěji používané písmeno v anglickém jazyce.

Pokud tedy nejběžnějším písmenem v tajné zprávě je K, je pravděpodobné, že K představuje E. Navíc, běžná slova jako ING, LY a ES také poskytují vodítka. Brute-force přístup zkoušet všech 25 možných kombinací by také pracoval na dešifrování zprávy.

V tomto příkladu bylo každé písmeno ve zprávě prostého textu posunuto o 3 písmena abecedou dolů.

Prostý text : Toto je tajná zpráva

Ciphertext : wklv lv d vhfuhw phvvdjh

2. Atbash Šifra

Šifra Atbash je velmi specifický případ substituční šifry, kde jsou písmena abecedy obrácena. Jinými slovy, všechny jsou nahrazeny Zs, všechny Bs jsou nahrazeny Ys atd.

Protože obrácením abecedy dvakrát získáte skutečnou abecedu, můžete zprávu dešifrovat a dešifrovat pomocí stejného algoritmu.

Příklad:

Prostý text : Toto je tajná zpráva

Ciphertext : Gsrh rh z hvxivg nvhhztv

Šifra klíčového slova je totožná s Caesar Cipher s výjimkou, že použitá substituční abeceda může být reprezentována klíčovým slovem.

Chcete-li vytvořit substituční abecedu z klíčového slova, nejprve si abecedu zapište. Pod touto položkou si zapíšete klíčové slovo (vynecháte duplicitní písmena) následované zbývajícími nepoužitými písmeny abecedy.

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

KEYWORDABCFGHIJLMNPQSTUVXZ

Chcete-li zašifrovat prostou zprávu, převedete všechna písmena z horního řádku na odpovídající písmeno ve spodním řádku (A na K, B na E atd.).

Pomocí frekvenční analýzy a nějakého vzdělaného hádání lze snadno rozbít tyto typy jednoduchých substitučních šifrů.

4. Prasátko / zednářská šifra

Šifra prasete (někdy nazývaná zednářská šifra nebo Freemasonova šifra) je jednoduchá substituční šifra vyměňující písmena za symboly založené na mřížce. Schéma bylo vyvinuto a používáno zednáři na počátku 17. století pro vedení záznamů a korespondenci. Klávesa příkladu ukazuje jeden způsob, jakým lze písmena přiřadit mřížce.

B) Polyalphabetické šifry:

U polyalfabetické šifry se může substituce v celé zprávě změnit. Jinými slovy, písmeno A může být kódováno jako písmeno K pro část zprávy, ale později může být kódováno jako písmeno W.

Doporučené kurzy

  • Školení o XML
  • Školicí kurz CCNA
  • Kompletní školení systému UNIX a Linux
  • Svazek školení HTML 5

1. Vigenere Cipher

Na Caesarově šifře je každé písmeno abecedy posunuto podél určitého počtu míst; například v Caesarově šifře posunu 3 se A stane D, B stane E a tak dále. Šifra Vigenere spočívá v použití několika Caesarových šifrů v sekvenci s různými hodnotami posunu.

Pro zašifrování lze použít tabulku abeced, nazvanou tabula recta, Vigenere square nebo Vigenere table. Skládá se z abecedy napsané 26krát v různých řádcích, přičemž každá abeceda se cyklicky posunula doleva ve srovnání s předchozí abecedou, což odpovídá 26 možným Caesarovým šifrám. V různých bodech procesu šifrování používá šifra jinou abecedu než v jednom z řádků. Abeceda použitá v každém bodě závisí na opakujícím se klíčovém slově.

Předpokládejme například, že prostý text, který má být šifrován, je:

ATTACKATDAWN

Osoba odesílající zprávu vybere klíčové slovo a opakuje jej, dokud neodpovídá délce prostého textu, například klíčového slova „LEMON“:

LEMONLEMONLE

Každé písmeno je kódováno vyhledáním průniku v mřížce mezi písmenem prostého textu a písmenem klíčového slova. Například první písmeno prostého textu A se zašifruje pomocí abecedy v řádku L, což je první písmeno klíče. To se provádí tak, že se podíváme na písmeno v řádku L a sloupci A čtverce Vigenere, jmenovitě L. Podobně se pro druhé písmeno prostého textu použije druhé písmeno klíče; písmeno v řádku E a sloupci T je X. Zbytek prostého textu je zašifrován podobným způsobem:

Prostý text : ATTACKATDAWN

Klíč : LEMONLEMONLE

Ciphertext : LXFOPVEFRNHR

Nalezení pozice písmene šifrového textu v řadě tabulky a následné převzetí označení sloupce, ve kterém se objeví jako prostý text, provede dešifrování. Například v řádku L se ciphertext L objeví ve sloupci A, který se považuje za první písmeno prostého textu. Vyhledání X v řádku E tabulky dešifruje druhé písmeno; objeví se ve sloupci T, který je považován za písmeno prostého textu.

Šifra Gronsfeld je totožná s šifrou Vigenere s tou výjimkou, že je použito pouze 10 řádků, což umožňuje, aby se klíčové slovo stalo číslem místo slova.

Steganografie

Steganografie je vlastně věda o úkrytech informací od lidí, kteří by na vás slíbili. Rozdíl mezi tímto a šifrováním spočívá v tom, že budoucí snoopers nemusí být schopen říct, že na prvním místě jsou nějaké skryté informace.

Například obrazové soubory mají obvykle hodně nevyužitého prostoru. Tento prostor lze použít k odesílání skrytých zpráv. Pokud provádíte výzkum šifrování, může se vám občas zobrazit pojem steganografie. Nejedná se však o skutečné šifrování (i když může být stále docela efektivní), a proto ho zde uvádím pouze pro úplnost.

Takže v podstatě, pokud chcete začít cvičit kryptologii, nejlepším způsobem, jak začít, by bylo začít řešit algoritmy a Ciphertext spolu se steganografií. I když se může zdát steganografie snadná a nejedná se o pravé šifrování, stále jde o jedno z nejpoužívanějších šifrování, pokud jde o základy a když potřebujete něco kódovat ve velmi krátkém čase a nejlepším možným způsobem.

První zdroj obrázku: pixabay.com

Doporučené články

Zde je několik článků, které vám pomohou získat více podrobností o algoritmech a kryptografii, takže stačí projít odkaz.

  1. Otázky týkající se datových struktur a algoritmů | Nejužitečnější
  2. 8 úžasných algoritmů rozhovory otázky a odpovědi
  3. Programovací jazyky s nejlepší volbou pro výuku algoritmů
  4. 10 nejlepších datových struktur a algoritmů C ++ | Základy

Kategorie:

Vývoj softwaru