10 kódy a šifry

Potřeba skrývat význam důležitých sdělení existuje již tisíce let. Časem lidé našli stále složitější způsoby kódování svých zpráv, protože jednodušší způsoby jsou dekódovány s větší jednoduchostí. Na rozdíl od laika mluví, kódy a šifry nejsou synonymní. Kód je místo, kde je každé slovo ve zprávě nahrazeno kódovým slovem nebo symbolem, zatímco šifra je místo, kde je každé písmeno ve zprávě nahrazeno písmenem nebo symbolem. Ve skutečnosti, když většina lidí říká "kód", ve skutečnosti odkazují na šifry. Starověké skripty a jazyky byly pochopeny pomocí dekódování a dešifrování techniky, nejvíce slavné Rosetta kámen starověkého Egypta. Ve skutečnosti kódy a šifry určily výsledky politiky a válek po celou historii. Existují tisíce typů skrytých zpráv, ale tady se podíváme pouze na deset jako přehled. Několik příkladů pro vás vyzkoušíte.

10

Steganografie

Steganografie je starovější než kódy a šifry a je umění skrytého psaní. Například zpráva může být napsána na papíře, pokrytá voskem a pohlcena, aby ji mohla skrýt, jen aby byla později regurgitována. Dalším způsobem je tetování zprávy na oholenou hlavu posla a počkat na vlasy, aby se vrátili, aby zakryly inkoust. Nejlepší stenografie používá nevinné předměty každodennosti, aby mohly nést zprávy. Kdysi populární technika v Anglii měla používat noviny s malými tečkami pod písmeny na přední straně, které uvádějí, které z nich by měly být čteny, aby vysvětlily zprávu. Někteří lidé by vyslovili zprávu pomocí prvního písmene každého slova nebo používali neviditelný inkoust. Nepřekonatelné země se zmenšily, takže celá stránka textu se stává velikostí pixelu, který se snadno vynechává okouzlujícíma očima. Steganografie se nejlépe používá ve spojení s kódem nebo šifrou, neboť skrytá zpráva vždy nese riziko nalezení.

9

ROT1

Toto je šifra známá mnoha dětem. Jeho klíč je jednoduchý: každé písmeno abecedy je nahrazeno následující písmenem, takže A je nahrazeno písmenem B, B je nahrazeno písmenem C a tak dále. "ROT1" doslovně znamená "otočit o 1 písmeno dopředu abecedou." Zpráva "Vím, co jste dělali v létě" by se stala "J lopx xibu zpv eje mbtu tvnnfs" a tak dále. Tato šifra je zábavná, protože je snadná k pochopení a použití, ale je stejně snadné ji dešifrovat, pokud je klíč používán v opačném směru. Tato šifra není vhodná pro vážné použití, ale může být pro děti velmi zábavná. Pokuste se dešifrovat zprávu "XBT JU B DBU J TBX?"

8

Transpozice

V transponovacích šifrách jsou písmena uspořádána podle některého předem určeného pravidla nebo klíče. Například slova mohou být napsána zpět, takže "to je lepší vidět" se stane "lla eht retteb to ees joy htiw". Dalším klíčem transpozice je výměna každé dvojice dopisů, takže předchozí zpráva se stává "la tl "Takové šifry byly používány během první světové války a americké občanské války, aby posílali citlivé zprávy. Komplexní pravidla přeuspořádání mohou tyto šifry zpočátku vypadat velmi obtížně, ale mnoho transponovaných zpráv může být dešifrováno pomocí anagramů nebo moderních počítačových algoritmů, které testují tisíce možných transpozičních klíčů. Chcete-li se otestovat, zkuste rozluštit: THGINYMROTSDNAKRADASAWTI.

7

Morse kód

Přes jeho jméno, kód Morse není kód, ale šifra. Každé písmeno abecedy, číslice 0-9 a některé interpunkční symboly jsou nahrazeny sekvencí krátkých a dlouhých pípnutí, často nazývaných "tečky a pomlčky". A se stává "• -", B se stává "- ••• " a tak dále. Na rozdíl od většiny ostatních šifrovacích prvků se nepoužívá k zakrývání zpráv. Morse kód byl velmi užitečný s vynálezem Samuela Morse je telegraf, který byl první široce používaný elektrický způsob odesílání zpráv na dálku. Jednalo se o položení dlouhého drátu mezi místa a vedením elektrického proudu dolů. Elektrický proud mohl být detekován přijímačem na mnoha kilometrech a tečky a pomlčky byly simulovány zapnutím a vypnutím proudu. Telegraf způsobil revoluci v médiích, což umožnilo, aby události v jedné zemi byly okamžitě hlášeny v jiném, a to změnilo povahu válčení tím, že umožnilo okamžitou komunikaci s vojáky na velké vzdálenosti. • - • • • • • • • • - • • • • • • • • •

6

Caesar Shift Cipher

Caesarova šifra, nazvaná jelikož byla použita samotným Juliem Caesarem, je ve skutečnosti 26 různých šifrů, jeden pro každé písmeno abecedy. ROT1 je jen jedna z těchto šifra. Osobě je třeba říct, která šifra Caesar byla použita k rozluštění zprávy. Pokud se použije G šifra, pak se A stává G, B se stává H, C se stává I a tak dále v abecedě. Pokud je použita šifra Y, pak se A stává Y, B se stává Z, C se stává A a tak dále. Tato šifra je základem pro mnohem složitější šifry, ale sama o sobě neumožňuje velkou ochranu tajné zprávy, protože kontrola 26 různých šifrovacích klíčů netrvá relativně dlouho. Li podprsenka ghflskhu wklv dqg podprsenka nqrz lw, fods brxu kdqgv.

5

Monoalbabetická substituce

ROT1, Caesar shift a Morse kód jsou všechny stejného typu: mono abecední náhrada, což znamená, že každé písmeno abecedy je nahrazeno podle klíče jiným písmem nebo symbolem. Bez znalosti klíče je to snadné rozluštit. Nejvíce obyčejný dopis v angličtině je dobře známý být E. Proto v libovolné mono abecední šifra, nejvíce obyčejný dopis nebo symbol bude také E. Druhý nejběžnější anglický dopis je T, a třetí nejběžnější je A, a tak i tato dvě písmena mohou být určena.Od tohoto okamžiku může osoba, která dešifruje zprávu, pokračovat v používání frekvencí anglických písmen nebo může hledat téměř úplná slova, například "T_E", která je s největší pravděpodobností "THE". Bohužel to funguje pouze pro dlouhé zprávy a ne na těch, kteří mají jen pár slov, protože nemají dost dopisů, které by mohly ukázat, které jsou nejčastější. Královská královna Skotů skvěle používala mono abecední šifru s několika variacemi, která byla neuvěřitelně obtížná, nicméně když byla nakonec rozbitá, zprávy v ní poskytovaly důkazy, které její nepřátelé potřebují, aby ji odsoudili k smrti. Ptbndcb ymdptmq bnw tis, bnwzw raw rkbcriie wrze bd owktxnwa.

4

Vigenère

Tato šifra je složitější než mono-abecední substituce. Jejím klíčem je slovo, jako například "CHAIR". Pravidlo šifry je podobné pravidlu šifry Caesar shift, s výjimkou, že se mění s každým písmenem podle klíčového slova. První písmeno zprávy s klíčovým slovem CHAIR by bylo kódováno šifrovací abecedou C, druhá šifrová abeceda H, a to bude pokračovat tímto klíčovým slovem. Klíčové slovo je dlouhé pouze pět písmen, takže pro šesté písmeno zprávy se znovu používá C-šifra. Šifra Vigenère byla po dlouhou dobu považována za nerozbitnou. Chcete-li rozluštit, nejprve se odhaduje délka klíčového slova. Je-li klíčové slovo považováno za pět písmen dlouhé, pak budou písmena označená čísly 1, 6, 11, 16, 21 atd. Odpovídat prvnímu písmenu klíčového slova a rozlišovací schopnost jejich písmen bude rozluštit. Dekodér pak přejde na písmena 2, 7, 12, 17 a tak dále. Pokud je klíčové slovo skutečně pět písmen, bude to dekódovat kód. Pokud tomu tak není, musí se odhadnout další délka klíčového slova a proces se opakuje. Eoaqiu hs net hs byg lym tcc smv dot vfv h petrel tw jka.

3

Pravé kódy

V pravém kódu je každé slovo nahrazeno kódovým slovem nebo číslem podle klíče. Vzhledem k tomu, že existuje mnoho slov, která mohou být ve zprávě, je klíčem většinou kódový kód, ve kterém může někdo vyhledávat anglické slovo a najít odpovídající kódové slovo, nikoli jako slovník. Stejně jako krátké zprávy jsou obtížně dešifrovány analýzou frekvencí písmen, kód musí být mimořádně dlouhý, než se stane užitečnou analýzou slovní frekvence, takže kódy jsou těžší dekódovat než šifry. Mnoho zemí používalo varianty kódů, kde každý den byl použit nový kód, který je chrání před analýzou frekvencí slov. Pro každodenní život jsou však kódy pomalé a vytváření kódu je těžkopádné. Ještě horší je, jestliže je kódový kód ukraden, pak kód již není bezpečný a musí být vytvořen nový, přičemž se vynaloží obrovské množství času a úsilí. Kódy jsou užitečné zejména pro bohaté a silné, kteří mohou tuto práci přenést na jiné.

2

Zákonný kód

Kód Enigmy, který byl velmi sofistikovanou šifrou, byl během druhé světové války používán Němci. Jednalo se o stroj Enigma, podobný psacímu stroji, kde stisknutím písmena by se šifrovací dopis rozsvítil na obrazovce. Stroj Enigma zahrnoval několik koleček, které spojovaly dopisy s dráty a určovaly, který šifrovací dopis se rozsvítí. Všechny stroje Enigma byly totožné a znalost počáteční konfigurace vnitřních kol byla klíčem k šifrování zpráv. Aby se věci ztížily, každé kolo by se po zadání určitého počtu písmen otočilo, takže šifra se v rámci zprávy průběžně mění. Němečtí velitelé měli stroje Enigma a byly by vydány seznamy počátečního uspořádání kol, které by se používaly každý den, aby všichni Němci použili stejnou a mohli by rozluštit zprávy druhé strany. Dokonce i když spojenci opatřili kopii stroje Enigma, nemohli nic rozluštit, protože bylo možné zkontrolovat více než sto bilionů možných konfigurací kol. Kód Enigmy byl zlomený polskou vynalézavostí a zdokonalován Brity pomocí géniů a počítačů. Znalost německé komunikace dala Spojencům životně důležitou výhodu ve válce a z rozbití kódu Enigmy se narodil předchůdce moderních počítačů.

1

Kryptografie veřejného klíče

Toto je poslední moderní šifra a má několik variant. Tato šifra, používaná po celém světě, má dva klíče: jednu veřejnou a jednu soukromou. Veřejný klíč je velkým počtem dostupných pro všechny. Číslo je zvláštní v tom, že se do něj perfektně rozdělí pouze dvě celá čísla (kromě 1 a samotného čísla). Tato dvě čísla jsou soukromý klíč a při vynásobení dohromady vytváří veřejný klíč. Takže veřejný klíč může být 1961 a soukromý klíč 37 a 53. Veřejný klíč slouží k šifrování zprávy, ale je nemožné dešifrovat bez soukromého klíče. Když pošlete e-maily na osobní údaje do banky, nebo když je vaše banka přečtena strojem, podrobnosti jsou šifrovány tímto způsobem a pouze banka má přístup k nim se svým soukromým klíčem. Důvodem je to tak bezpečné, že matematicky je velmi obtížné najít divize velkých čísel. Aby pomohla zabezpečení, donedávna RSA Laboratories dávala peníze komukoli, kdo by našel dva děliče čísel, které dali. Pro poměrně snadný příklad, jednou v hodnotě $ 1000 USD, zkuste najít dva 50-číselné děliče 1522605027922533360535618378132637429718068114961
380688657908494580122963258952897654000350692006139.