Криптография

Немецкая криптомашина Lorenz использовалась во время Второй мировой войны для шифрования самых секретных сообщений

Криптография на пальцах // 4front [38:56]

На грани безумия. Криптография // Большая наука [53:57]

Глава 1. Криптография. Введение // evgSyr [1:20:56]

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

Изначально криптография изучала методы шифрования информации — обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма и/или ключа в шифрованный текст (шифротекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи (ЭЦП), хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.

Криптография не занимается: защитой от обмана, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных.

Криптография — одна из старейших наук, ее история насчитывает несколько тысяч лет.

Терминология[править]

Открытый (исходный) текст — данные (не обязательно текстовые), передаваемые без использования криптографии.
Шифротекст, шифрованный (закрытый) текст — данные, полученные после применения криптосистемы (обычно — с некоторым указанным ключом).
Ключ — параметр шифра, определяющий выбор конкретного преобразования данного текста. В современных шифрах криптографическая стойкость шифра целиком определяется секретностью ключа (Принцип Керкгоффса).
Шифр, криптосистема — семейство обратимых преобразований открытого текста в шифрованный.
Асимметричный шифр — шифр, являющийся асимметричной криптографической системой.
Шифрование — процесс нормального применения криптографического преобразования открытого текста на основе алгоритма и ключа, в результате которого возникает шифрованный текст.
Расшифровывание — процесс нормального применения криптографического преобразования шифрованного текста в открытый.
Криптоанализ — наука, изучающая математические методы нарушения конфиденциальности и целостности информации.
Криптоаналитик — человек, создающий и применяющий методы криптоанализа.
Криптография и криптоанализ составляют криптологию, как единую науку о создании и взломе шифров (такое деление привнесено с запада, до этого в СССР и России не применялось специального деления).
Криптографическая атака — попытка криптоаналитика вызвать отклонения в атакуемой защищенной системе обмена информацией. Успешную криптографическую атаку называют взлом или вскрытие.
Дешифрование (дешифровка) — процесс извлечения открытого текста без знания криптографического ключа на основе известного шифрованного. Термин дешифрование обычно применяют по отношению к процессу криптоанализа шифротекста (криптоанализ сам по себе, вообще говоря, может заключаться и в анализе шифросистемы, а не только зашифрованного ею открытого сообщения).
Криптографическая стойкость — способность криптографического алгоритма противостоять криптоанализу.
Имитозащита — защита от навязывания ложной информации. Имитозащита достигается обычно за счет включения в пакет передаваемых данных имитовставки.
Имитовставка — блок информации, применяемый для имитозащиты, зависящий от ключа и данных. В частном случае обеспечивается ЭЦП.

Вероятностные алгоритмы[править]

В теоретической криптографии вероятностные алгоритмы используются как в конструкциях криптографических схем, так и для описания возможных действий противника. Типичное предположение таково: противник для достижения своих целей может использовать произвольную вероятностную машину Тьюринга, работающую за полиномиальное, или за полиномиальное в среднем, время.

Математическая модель, в которой интуитивное понятие эффективного вычисления формализуется с помощью полиномиальных машин Тьюринга, получила название однородной модели вычислений.

Существует еще неоднородная модель вычислений, в которой эффективный алгоритм — это семейство схем полиномиального размера. Вычисления в этой модели определяются следующим образом. Пусть $f:\Sigma ^{*}\rightarrow \Sigma ^{*}\,$ и $f_{n}:\Sigma ^{n}\rightarrow \Sigma ^{m}\,$ , где $m=m(n)\,$ . Пусть $C_{n}\,$ — схема из функциональных элементов И, ИЛИ, НЕ с $n\,$ входами и $m\,$ выходами, вычисляющая $f_{n}\,$ . Сложность схемы $C_{n}\,$ (обозначается через $|C_{n}|\,$ ) определяется как количество функциональных элементов в этой схеме.