Základné situácie

Účelom šifrovania je utajiť správu. Obrázok znázorňuje základnú situáciu: Alica chce poslať Bobovi správu. Text tejto správy nazývame čistý text. Tento čistý text Alica zašifruje pomocou vopred dohodnutého šifrovacieho postupu a tajného kľuča. Tým vznikne zašifrovaný text, ktorý Alice pošle Bobovi. Bob zašifrovaný text pomocí kľúča rozšifruje a môže si prečítať správu.

Šifrovaný text môže niekto zachytiť (na obrázku je to Eva). Eva sa môže pokúsiť správu odhaliť, má to ale ťažké, pretože nepozná tajný kľúč (a prípadne ani použitý šifrovací princíp). Vykonáva teda lúštenie, ktoré je o dosť náročnejšie než rozšifrovanie.

Pojmy

• Kryptológia je odborný názov pre šifrovanie a lúštenie šifier. Dve hlavné časti kryptológie sú kryptografia a kryptoanalýza.
• Kryptografia sa zaoberá samotnými šifrovacími postupmi, ktoré používajú tí, ktorí spolu chcú utajene komunikovať (na obrázku Alica a Bob).
• Kryptoanalýza sa zaoberá tým, čo robí na obrázku Eva, teda ako vylúštiť zachytenú správu, ktorej šifrovací kľúč alebo spôsob zašifrovania nepoznáme.

Typy šifier

• Transpozícia mení iba poradie písmen, nie ich vzhľad.
• Substitúcia zachováva poradie písmen, ale mení ich podobu.
  • Monoalfabetická substitúcia nahrádza jedno písmeno vždy za rovnaký znak. Príkladom je Cézarova šifra (posun v abecede).
  • Polyalfabetická substitúcia nahrádza písmeno za rôzne znaky v závislosti od polohy v textu. Príkladom je Vigenèrova šifra
• Steganografia je snaha o úplné utajenie existencie správy, napríklad pomocou neviditeľného atramentu alebo nenápadného skrytia textu v obrázku.

Metódy kryptoanalýzy (odhalenia šifier)

Útok hrubou silou spočíva vo vyskúšaní všetkých možných kľúčov.

Frekvenčná analýza spočíva v analýze frekvencií (početnosti) znakov v správe. Tento spôsob analýzy šifier je založený na využití toho, že písmená v jazyku sú zastúpené veľmi nerovnomerne, napr. v slovenčine je písmeno E veľmi časté, kým F málo časté.

Moderné šifry

Moderné šifry sú výrazne zložitejšie než zápis pospiatky alebo posun v abecede, typicky využívajú pokročilú matematiku a zložité algoritmy. Príkladom modernej šifry je RSA.

Moderné šifry sú dvoch základných typov:

• Symetrické šifry využívajú na šifrovanie aj dešifrovanie rovnaký tajný kľúč (rovnako ako na vyššie uvedenom obrázku s Alicou a Bobom).
• Asymetrické šifry využívajú na zašifrovanie verejný kľúč a na dešifrovanie tajný súkromný kľúč. Tieto šifry je možné využiť aj na realizáciu elektronického podpisu.