Основно съдържание

Компютрите и интернет

Курс: Компютрите и интернет > Раздел 4

Урок 5: Техники за криптиране на данни

Криптиране, декриптиране и разбиване на кодове

Една от най-старите техники за криптиране е Шифърът на Цезар, изобретен от Юлий Цезар преди повече от две хиляди години, за да предава съобщения на съюзниците си.

Шифърът на Цезар е чудесно въведение в криптиране, декриптиране и разбиране на кодове, заради своята простота.

Криптиране на съобщение

Представи си, че Цезар иска да изпрати това съобщение:

ТАЙНА СРЕЩА В ДВОРЕЦА

Ето как би изглеждало то, след като е криптирано:

ШЖПУЖ ЧЦЛБЖ И КИФЦЛЮЖ

Това изглежда като абсолютна безсмислица на пръв поглед, но това криптирано съобщение всъщност е много свързано с оригиналния текст.

Шифърът на Цезар е прост шифър със заместване, при който всяка от оригиналните букви се замества с друга буква в азбуката, като цялата азбука се измести с определен брой позиции.

За да криптирам горното съобщение, изместих азбуката с 6 позиции и използвах тази таблица за заместването:

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ь	Ю	Я
Ж	З	И	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ь	Ю	Я	А	Б	В	Г	Д	Е

Т се измества с 6 букви на Ш, А се измества с 6 букви на Ж и т.н. Ето я първата дума и как се измества тя:

Т	А	Й	Н	А
Ш	Ж	П	У	Ж

Провери наученото

Сега си представи, че Цезар иска да изпрати следното съобщение със същото изместване от 6 позиции:

СКОРО АЛЕКСАНДРИЯ

Какво би било криптираното съобщение?

Декриптиране на съобщение.

Според историческите данни Цезар винаги е използвал изместване с 3. Стига получателят на съобщението да е знаел колко е изместването, то за него декриптирането на съобщението е било тривиално.

Представи си, че Цезар е изпратил това съобщение до негов съюзник:

ЕРЛПГЕГМ ДУЦХИ

Съюзникът тогава използва таблицата за заместване, където азбуката е изместена с 3:

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ь	Ю	Я
Г	Д	Е	Ж	З	И	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ь	Ю	Я	А	Б	В

Тогава той може да декодира съобщението със сигурност. Първата буква "Е" е изместена с 3 от "В", втората буква "Р" е изместена с 3 от "Н" и т.н. Резултатът е застрашителното съобщение:

ВНИМАВАЙ БРУТЕ

Провери наученото

Ето и друго съобщение, което Цезар може да изпрати:

ТУИНСФЛ УЦДЛНСР

Приемайки, че Цезар обикновено измества с 3, какво е декриптираното съобщение?

Разбиване на шифъра

Представи си, че някой много умен и грамотен враг прихване някое от съобщенията на Цезар.

RZ VMZ WMDIBDIB VGG AJMXZN OJ EJDI RDOC XGZJKVOMV OJ YZAZVO OCZ ZIZHT LPZZI VO OCZ IDGZ YZGOV

Този враг не знае, че Цезар винаги използва изместване с 3, затова трябва да се опита да разбие шифъра без тази информация.

Има три основни техники, които може да използва: анализ на честотата, познат обикновен текст и груба сила.

Анализ на честотата

Човешките езици обикновено използват някои букви повече от други. Например "Е" е най-популярната буква в английския език. Можем да анализираме честотата на символите в съобщението и да идентифицираме най-вероятното "E" и така да намалим броя на възможностите за изместване на базата на това.

Пробвай и ти! Постави съобщението в текстовото поле долу и анализирай честотата, за да идентифицираш възможностите за "E".

Познат обикновен текст

Друг термин за оригиналното некриптирано съобщение е обикновен текст, ако врагът вече знае някоя част от обикновения текст, за него ще е по-лесно да разбие останалата част от криптираната версия.

Например съобщенията често започват по подобен начин. По време на Втората световна война криптирани немски съобщения винаги са започвали с прогнозата за времето, което в крайна сметка ги е направило по-лесни за разбиване от британския математик Алан Тюринг.

Мислиш ли, че Цезар е започнал това съобщение по някакъв стандартен начин?

Груба сила

В английския има само 25 възможни измествания (защо не 26?). Врагът може да отдели време и да изпробва всяко едно от тях и да намери това, при което съобщението има смисъл. Дори няма да е нужно да изпробва изместването на цялото съобщение, а само на първите една или две думи.

Опитай и ти долу:

Врагът на Цезар няма да има компютър, който да му помага, но вероятно ще му отнеме по-малко от час, ако разбира идеята зад Шифъра на Цезар.

Успя ли да разбиеш кода и да декриптираш съобщението? Цъкни долу за голямото разкритие!

[Разкрий съобщението]

Криптиране, декриптиране и разбиване на кодове

Благодарение на това изучаване на Шифъра на Цезар, сега вече разбираме трите ключови аспекта на криптирането на данни:

Криптиране: разбъркване на данните според таен ключ (в този случай: изместване на азбуката).
Декриптиране: възстановяване на оригиналните данни от разбърканите данни с използването на тайния ключ.
Разбиване на кода: разкриване на оригиналните данни, без да се знае тайната, чрез използване на различни умни техники.

Когато обмисляме възможни техники за криптиране, трябва да помислим за всички тези аспекти. Колко е лесно за криптиране? Колко е лесно за декриптиране? И най вече, колко е лесно за престъпник да разбие кода?

Вече не можем да използваме Шифъра на Цезар, за да защитим данните си, тъй като е твърде лесен за разбиване, но разбирането на шифъра ни подготвя да разберем модерните техники за криптиране.

Ако искаш, можеш да се гмурнеш по-дълбоко в Шифъра на Цезар в нашия урок на Кан Академия за Древна криптография.

[Използвани източници]

🙋🏽🙋🏻‍♀️🙋🏿‍♂️Имаш ли въпроси по тази тема? С радост ще ти отговорим—просто задай въпроса си по-долу!

[Къде е това?]

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.