Криптография

Запрос «Криптограф» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

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

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.

Центральным понятием современной теоретической криптографии является криптографический протокол.

Терминология

• 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.^{[уточнить]}
• 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

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.

Литература

• Ященко В. В. Введение в криптографию. СПб.: Питер, 2001. ISBN 5-318-00443-1.

Ссылки

• Курс Н. П. Варновского Понятия теории сложности вычислений
• Юрий Лифшиц. Курс лекций Современные задачи криптографии