Задача криптографии. Шифры, их виды. Шифр цезаря, скитала, решётка Кардано. Асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи (ЭЦП)

ЗАДАЧА КРИПТОГРАФИИ. ШИФРЫ, ИХ ВИДЫ

Криптогра́фия (от греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу) — наука о математических методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

Криптография не занимается защитой от обрыва, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных. Например, проблем с надёжным уничтожением как бумажных страниц, так и их электронных реализаций с использованием компакт-дисков или флэш-памяти. Криптография — одна из старейших наук, её история насчитывает несколько тысяч лет.

Шифрова́ние — способ сокрытия информации, применяемый для хранения важной информации в ненадежных источниках или передачи её по незащищённым каналам связи. Если существует надёжно защищённый от перехвата канал передачи сообщений, шифрование вообще не нужно: секретные сообщения можно передавать по этому каналу.

Шифр (от араб. صِفْر‎‎, ṣifr «ноль», откуда фр. chiffre «цифра»; родственно слову цифра), — совокупность алгоритмов криптографических преобразований (шифрования), отображающих множество возможных открытых данных на множество возможных зашифрованных данных, и обратных им преобразований.

Важным параметром любого шифра является ключ — параметр криптографического алгоритма, обеспечивающий выбор одного преобразования из совокупности преобразований, возможных для этого алгоритма. В зависимости от структуры используемых ключей методы шифрования подразделяются на:

·  тайнопись: посторонним лицам неизвестен сам алгоритм шифрования; закон преобразования знают только отправитель и получатель сообщения;

·  симметричное шифрование: посторонним лицам может быть известен алгоритм шифрования, но неизвестна небольшая порция секретной информации — ключа, одинакового для отправителя и получателя сообщения;

·  асимметричное шифрование: посторонним лицам может быть известен алгоритм шифрования, и, возможно открытый ключ, но неизвестен закрытый ключ, известный только получателю.

Ранее использовались подстановочные шифры, обладающие слабой криптостойкостью. В шифрах подстановки каждый символ исходного текста заменяют некоторым другим. В классической криптографии различают четыре типа шифра подстановки:

·  одноалфавитный шифр подстановки (шифр простой замены) — шифр, при котором каждый символ открытого текста заменяется некоторым, фиксированным при данном ключе символом того же алфавита. Пример — шифр Цезаря;

·  однозвучный шифр подстановки похож на одноалфавитный за исключением того, что символ открытого текста может быть заменен одним из нескольких возможных символов;

·  полиграммный шифр подстановки заменяет не один символ, а целую группу. Примеры: шифр Playfair, шифр Хилла;

·  многоалфавитный шифр подстановки состоит из нескольких шифров простой замены. Примеры: шифр Вижинера, шифр Бофора, одноразовый блокнот.

Шифр цезаря, скитала, решётка Кардано

Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждый символ заменяется другим, отстоящим от него в алфавите на фиксированное число позиций. Например, при использовании сдвига в три символа текст «Съешь