Kriptografija

Kriptografija, Maturski rad

1. UVOD

Kada komuniciramo s nekim, često ne želimo da ta komunikacija bude
prisluškivana, ali uvek postoji mogućnost presretanja ili čak izmene naše,
originalne poruke.

Prisluškivanje je vrlo teško sprečiti, pa ko god želi poslati poverljivu poruku, mora
je zaštititi na drugi način. Jedan od načina zaštite je šifriranje poruke, tako da je
može razumeti samo onaj kome je namenjena.

2. OSNOVNI TERMINI

KRIPTOGRAFIJA

je nauka „tajnog pisanja“ , tj. nauka koja se bavi metodama očuvanja

tajnosti informacija. To je i nauka čuvanja informacija u onoj formi koja će biti čitljiva samo
onima kojima je namenjena dok će za ostale biti neupotrebljiva. Kada se lične, finansijske, vojne
ili informacije državne bezbednosti prenose sa mesta na mesto, one postaju ranjive na
prisluškivačke taktike. Ovakvi problemi se mogu izbeći kriptovanjem (šifrovanjem) informacija
koje ih čini nedostupnim neželjenoj strani. Sama reč kriptografija potiče od grčke reči

kryptos

što

znači skriveno, i reči

graf

što znači pisati, tako da u prevedenom značenju kriptografija

predstavlja učenje o skrivenim pisanim informacijama.

Postoji razlika između termina kriptografija, kriptologija i kriptoanaliza:

Kriptografija

je nauka koja se bavi svim aspektima sigurnosnog transporta podataka

kao što su na primer autentifikacija (web,lokalne mreže i sl.), digitalni potpisi, razmena
elektroničkog novca.

Kriptologija

je uopštena nauka o kodovima i šiframa. Kriptologija je grana matematike

koja se bavi matematičkim načelima, te matematičkim sprovođenjem kriptografskih metoda.

Kriptoanaliza

je nauka o dešifrovanju kodova i šifara.

Osnovni zadatak

kriptografije je omogućavanje dvema osobama (pošiljalac i primalac) da

komuniciraju preko nesigurnog komunikacijskog kanala ( telefonska linija, kompjuterska mreža,
...) na način da treća osoba (njihov protivnik) ne može razumeti njihove poruke.

3. ŠIFRA I KOD.ŠIFROVANJE

U kriptografiji,

šifra

je algoritam za šifrovanje i dešifrovanje - serija precizno definisanih koraka

koji slede jedan za drugim. U netehničkoj upotrebi, šifra i kod predstavljaju isti termin, ali
profesionalci razlikuju ŠIFRU i KOD.

Šifra

predstavlja zamenu slovo-za-slovo.To je transformacija simbola u simbol, bez

razmišljanja o lingvističkoj strukturi poruke. Reč šifra potiče iz francuskog jezika, fr. cifre -
brojka, tajni znak, odnosno iz arapskog arap. رفص, şafira - prazno, şifr - nula, ništa.

Kod

je zamena reči ili fraze sa rečju, brojem ili simbolom. Međutim, kod ima dosta

nedostataka, kao što su osetljivost na kriptoanalizu i teškoće u baratanju glomaznim knjigama
kodova. Zbog toga je kod zapostavljen u modernoj kriptografiji, a šifra je postala dominantna
tehnika.

Šifra i digitalni potpis

su kriptografske tehnike koje se koriste da bi se očuvali bezbednosni

servisi. Osnovni element koji se koristi naziva se šifarski sistem ili

algoritam šifrovanja

. Svaki

šifarski sistem obuhvata par transformacija podataka, koje se nazivaju šifrovanje i dešifrovanje.

Šifrovanje

je procedura koja transformiše originalnu informaciju (otvoreni tekst) u

šifrovane podatke (

šifrat ili kriptogram

). Obrnut proces,

dešifrovanje

, rekonstruiše otvoreni tekst

na osnovu šifrata. Prilikom šifrovanja, pored otvorenog teksta, koristi se jedna nezavisna
vrednost koja se naziva

ključ šifrovanja

. Ključ mora da se izabere pre šifrovanja poruke.

Transformacija za dešifrovanje koristi ključ dešifrovanja. Broj simbola koji predstavljaju ključ
(dužina ključa) zavisi od šifarskog sistema i predstavlja jedan od parametara sigurnosti tog
sistema.

Kodiranje poruke tj.postupak pretvaranja originala( čistog teksta ) u nečitljiv oblik je

enkripcija

Postupak dekodiranja poruke,tj. vraćanja poruke iz njenog enkriptiranog oblika u originalni oblik
naziva se

dekripcija



Kriptoanaliza

je nauka koja se bavi razbijanjem šifri, odnosno otkrivanjem sadržaja otvorenog

teksta na osnovu šifrata, a bez poznavanja ključa. U širem smislu, kriptoanaliza obuhvata i

4. ISTORIJSKI RAZVOJ KRIPTOGRAFIJE

Prvi ljudski zapis datira još od pre 6000 godina. Šifrovanje postoji negde oko 3000 godina.

c. 1900 P.N.E.

Nestandardni simboli su se koristili u Starom Egiptu.

c. 1500 P.N.E.

Feničani su razvili

alfabet

c. 1000 P.N.E.

Nestandardni simobli su se koristili u staroj Mesopotamiji.

Asirci i drugi narodi

(Mesopotamci, Indijci, Kinezi i Egipćani) počinju sakrivati informacije koristeći
raznolike metode: tetovirajući poruke na glavi kurira, urezivanjem poruke u utrobi
mrtvih životinja.

c. 600 P.N.E

U Palestini tekstovi su bili šifrovani jenostavnom monoalfabetskom zamenskom
šifrom

Atbash

Atbash koristi reverzni alfabet, tako da recimo četvrto slovo

postaje četvrto slovo sa kraja alfabeta. Tako je napisana knjiga o Jeremiji.

c. 500 P.N.E

Prvi šifarski uređaj pod nazivom

Scytale

napravljen je i korišten u Sparti oko

500.g.p.n.e. Uređaj se sastojao od parčeta drveta određene debljine, oko koga bi se
čvrsto obmotalo parče papirusa, kože ili pergamenta. Poruka bi bila ispisana po
dužini pergamenta u kolonama reči, pergament bi se zatim odmotao i dobio bi se
skup nepovezanih slova. Tajna dešifrovanja bila je u debljini uređaja. Samo sa
određenom debljinom dobijala bi se smislena poruka. Ipak ukoliko bi neprijatelji
presreli poruku, sa odgovarajućom debljinom uređaja mogli bi i da je pročitaju.

c. 200 P.N.E.

Grčki istoričar Polybije opisao je svoj

Polybius sistem

po prvi put

c. 100-44 P.N.E.

Julije Cezar pisao je poverljive poruke šifrom koja je nazvana po njemu,

Cezarova

šifra

. Ovaj algoritam je najpoznatiji od svih monoalfabetskih zamenskih

algoritama.

Ideja je u šiftovanju (pomeranju) čitavog alfabeta za određeni broj

polja ( u Cezarovom slučaju to je bio broj 3), a kada bi se došlo do kraja alfabeta
ponovo bi se skočilo na njegov početak.
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

c. 500-1400 N.E.

"Mračno doba kriptografije" je počelo u Evropi: Tokom ovog perioda kriptografija
se smatrala umetnošću crne magije i puno saznanja je izgubljeno. Nasuprot tome,
kriptografija je doživela procvat u Persijskom svetu.

855 N.E.

U Arapskom svetu, pojavila se prva knjiga o kriptografiji. Među ostalima, Abu
'Abd al-Raham al-Khahil ibn Ahmad ibn'Amr ibn Tammam al Farahidi al-Zadi al
Yahamadi (Abu-Yusuf Ya’qub ibn Ishaq al-Kindi, nazvan

Al-Kindi

) posnosno je

opisao u svojoj knjizi dešifrovanje grčkog šifrata koji je bio namenjen

Vizantijskom Vladaru. Njegovo rešenje bilo je zasnovano na analizi učestalosti i na
poznatom (tačno pretpostavljenom) običnom tekstu na početku poruke --
standardna kriptoalanitička metoda koja se primenjivala čak i na Enigma poruke iz
II Svetskog Rata.

1379.

Kada je pontifex Clement VII pobegao u Avinjon, on je naložio svom sekretaru
Gabrieli di Lavinde (Parma) da razvije novi kôd, koji je postao

nomenklaturni

kôd

- kombinacija zamene pojedinačnih slova alfabeta i kôdiranih reči: On je

sastavio listu najčešćih reči sa dvoslovnim zamenama. Reči koje se nisu nalazile na
listi bile su šifrovane monoalfabetskom zamenom.
Zbog svoje jednostavnosti, ovaj nomenklaturni kôd se koristio narednih 450
godina, posebno u diplomatskim krugovima.

1412.

14-tomska Arapska enciklopedija takođe je opisivala kriptografske metode. Ovde,
pored

zamene

transpozicije

, metod

ponovljene zamene

primenjen na karakter

otvorenog teksta spomenut je po prvi put.

15. vek

Bum kriptologije u Italiji zbog visoko razvijenog diplomatskog života.

1466.

Leon Battista

Alberti

, jedna od vodećih figura Italijanske Renesanse, objavio je

svoju knjigu "Modus scribendi in ziferas", u kojoj su točkići sa šiframa koje je on
izmislio spomenuti po prvi put. On je takođe objavio

prvu polialfabetsku šifru

Alberti je bio sekretar zvaničnog tela koje se bavi kriptografima (šiframa) na
papskom sudu u Rimu. Poznat je i kao "

otac kriptografije

1518.

Prva štampana knjiga na temu kriptologije "Polygraphia libri sex", koju je napisao
opat Johannes

Trithemius

, pojavila se u Nemačkom govornom području. On

takođe opisao polialfabetske šifre u sada standardnoj formi pravugaonih zamenskih
tabela

1563.

Giovanni Battista

Porta

objavio je "De Furtivis Literarum Notis", knjigu koja

opisuje metode šifrovanja i kriptoanalize. U njoj je spomenuta prva digraph
zamenska šifra.

Kraj 16. veka

Francuska ima vodeću ulogu u kriptoanalizi.

1577.

Briljantni Flamanski razbijač šifara

Van Marnix

upisao se u Evropsku istoriju

dešifrovanjem Španske poruke, koja je sadržala plan za osvajanje Engleske slanjem
Španskih trupa iz Holandije

1585.

600-stranična knjiga "Tractié de Chiffre" Francuskog diplomate, Blaise de
Vigenère-a se pojavila. On je otkrio prvi polialfabetski sistem koji radi sa
autoključem, nazvan "Le chiffre indéchiffrable". Kasnije je slabija

Vigenère-ova

šifra

nazvana po njemu. Ova šifra je najpoznatija od svih polialfabetskih šifara.