KRYPTOGRAFIA

1
KRYPTOGRAFIA

• AUTORZY
• TADEUSZ KOWALEWSKI
• GRZEGORZ STEFANSKI

2
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
3
CO TO JEST KRYPTOGRAFIA

• Podzial kryptografii
• Kryptografia symetryczna
• Kryptografia asymetryczna

POWRÓT
4
1.Co to jest kryptografia?

• Kryptografia jest to dzial nauki, który zajmuje
  sie ukladaniem szyfrów.
• Dzielimy ja na dwa glówne nurty
• Kryptografia symetryczna
• Kryptografia asymetryczna

POWRÓT
5
1.Co to jest kryptografia?

• KRYPTOGRAFIA SYMETRYCZNA
• Rodzaj szyfrowania, w którym tekst jawny jest
  zaszyfrowany przy pomocy jednego klucza. Do
  odszyfrowania niezbedna jest znajomosc jednego,
  tego samego klucza

POWRÓT
6
1.Co to jest kryptografia?

• KRYPTOGRAFIA ASYMETRYCZNA
• Rodzaj szyfrowania, w którym tekst jawny jest
  zaszyfrowany
• i odszyfrowywany przy pomocy dwóch lub wiecej
  kluczy.

POWRÓT
7
1.Co to jest kryptografia?

• Schemat prezentujacy dzialanie kryptografii
  asymetrycznej

POWRÓT
8
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
9
2.Historia kryptografii

• W Europie kryptografia pojawia sie po raz
  pierwszy w V w. p.n.e. Byla to spartanska
  Scytale. Ciag nic nieznaczacych liter nabieral
  sensu po nawinieciu go na pret, który posiadali
  np. dowódcy.
• Scytale

POWRÓT
10
2.Historia kryptografii

• Juliusz Cezar w I w. p.n.e. szyfrowal swoje listy
  do Cycerona.
• Szyfr ten uzywany byl podobno jeszcze w 1915r. w
  armii rosyjskiej, gdyz byl tak prosty, ze
  sztabisci go rozumieli.

POWRÓT
11
2.Historia kryptografii

• Przez wiele lat proste monoalfabetyczne szyfry
  wystarczaly. Rozwój analizy wymusil powstanie
  czegos nowego.
• W ten sposób pod koniec XVI powstal szyfr nie do
  zlamania. Byl to jeden
• z pierwszych szyfrów polialfabetycznych
  (wykorzystujacy wiecej niz jeden alfabet).
  Alfabetem stawaly sie dowolnie ustawione litery
  alfabetu.

POWRÓT
12
2.Historia kryptografii

• Kryptografia asymetryczna zostala oficjalnie
  wynaleziona w 1976 roku przez niezaleznych
  badaczy. Pod koniec XX w brytyjska sluzba wywiadu
  elektronicznego (GCHQ) ujawnila, ze to odkrycie
  bylo w 1965 roku, jednak bylo zatajone az do 1997
  roku.

POWRÓT
13
2.Historia kryptografii

• DZIS KRYPTOGRAFIA JEST JEDNA Z
• NAJWAZNIEJSZYCH NAUK
• TOWARZYSZACYCH ROZWOJOWI
• INFORMAYCZNEMU

POWRÓT
14
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
15
3.Podstawowe szyfry

• SZYFRY PODSTAWIENIOWE MONOALFABETYCZNE
• - szyfr Cezara
• - szyfr ROT-13
• - szyfr z dowolnym przesunieciem
• szyfr AtBash
• Szyfr Marii Stuart
• Jedynie szyfr Marii Stuart jest bezpieczny.
• INNE SZYFRY

POWRÓT
16
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR CEZARA
• Polega on na przesunieciu litery
• w alfabecie w prawo o 3 miejsca. W ten sposób
  litere np. a szyfrujemy jako d, a np. y
  szyfrujemy jako b.
• Aby odszyfrowac tekst widoczny nalezy kazda
  litere przesunac w alfabecie o 3 miejsc w lewo.

POWRÓT
17
3.Podstawowe szyfry

• Matematyczny zapis SZYFRU CEZARA
• Szyfrowanie
• cE(p)(p3)mod 26
• Deszyfrowanie
• pD(c)(c-3)mod 26
• Przyjmuje sie, ze alfabet sklada sie z 26 liter.
• Dla cyfr mod 26 zamieniamy na mod 10

POWRÓT
18
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR ROT-13
• Dzialanie jest identyczne jak w szyfrze Cezara,
  ale przesuniecie wynosi 13.

POWRÓT
19
3.Podstawowe szyfry

• Matematyczny zapis SZYFRU ROT-13
• Szyfrowanie
• cE(p)(p13)mod 26
• Deszyfrowanie
• pD(c)(c-13)mod 26
• Warto zauwazyc, ze nie jest istotne, czy
  wykonujemy dodawanie, czy odejmowanie, gdyz
  otrzymamy ten sam wynik. Mozna wiec do
  odszyfrowania uzyc algorytmu szyfrujacego.

POWRÓT
20
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR Z DOWOLNYM PRZESUNIECIEM
• Jest to uogólnienie algorytmu Cezara i ROT-13.
  Litere przesuwamy w alfabecie o dowolna liczbe
  miejsc.

POWRÓT
21
3.Podstawowe szyfry

• Zapis matematyczny SZYFRU
• Z DOWOLNYM PRZESUNIECIEMSzyfrowaniecE(p)(pn
  )mod 26DeszyfrowaniepD(c)(c-n)mod 26
• Przez n rozumiemy wartosc przesuniecia.
• Jesli przy szyfrowaniu przesuwamy w lewo to nlt0.

POWRÓT
22
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR AtBash
• Polega on na przyporzadkowaniu literze znaku,
  który lezy w takiej samej odleglosci od konca.
  Np. a szyfrujemy jako z, a f jako litere 6
  od konca alfabetu, czyli u.

POWRÓT
23
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR MARII STUART
• Szyfr powstaly za pomoca nomenklatora.
• Nomenklator to system utajniania wiadomosci,
  polegajacy na zastosowaniu krótkiej listy slów
  kodowych oraz alfabetu szyfrowego do szyfrowania
  pozostalych slów tekstu jawnego

POWRÓT
24
3.Podstawowe szyfry

• Nomenklator Marii Stuart

POWRÓT
25
3.Podstawowe szyfry

• INNE SZYFRY PODSTAWIENIOWE
• algorytm XOR
• Szyfr Vigenerea (uproszczony nie do zlamania)
• Moga byc one bezwarunkowo bezpieczne.

POWRÓT
26
3.Podstawowe szyfry

• ALGORYTM XOR
• Spotykany równiez pod nazwa alternatywy
  wykluczajacej lub binarnego sumowania mod 2.
• Z tablicy ASCII musimy odczytac wartosc znaku.
  Cyfre w systemie dziesietnym zamieniamy na system
  dwójkowy i przystepujemy do kodowania.

POWRÓT
27
3.Podstawowe szyfry

• ALGORYTM XOR
• 0 XOR 0 0
• 1 XOR 1 0
• 0 XOR 1 1
• 1 XOR 0 1
• Najprostsze wyjasnienie Jesli cyfra sie zmienia
  to w kodzie jest jedynka, jesli sie nie zmienia,
  w kodzie jest 0

POWRÓT
28
3.Podstawowe szyfry

• ALGORYTM XOR
• Przyklad
• Tekst jawny 01 00 10 10
• Kod 01 00 10 00
• Tekst zaszyfrowany 00 00 00 10
• Aby odszyfrowac tekst nalezy ponownie
  przepuscic go przez kod.

POWRÓT
29
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR VIGENEREA (uproszczony nie do zlamania)
• Jeden z pierwszych szyfrów polialfabety-cznych. W
  tym przypadku bylo ich az 26. Kazda litera
  alfabetu staje sie pierwsza litera nowego
  alfabetu.

POWRÓT
30
3.Podstawowe szyfry

• TABLICA VIGENEREA

POWRÓT
31
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR VIGENEREA
• Litere z tekstu jawnego szyfrujemy litera
  oddalona od poczatku tyle samo tylko w innym
  alfabecie. Alfabet okresla litera z kodu. Gdy
  haslo jest za krótkie powtarzamy je.
• Tekst jawny kryp togr afia
• Haslo hasl ohas loha
• Tekst zaszyfrowany rrrw hvgj ltpa

POWRÓT
32
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR VIGENEREA
• Aby odczytac zaszyfrowany tekst nalezy wykonac
  operacje od konca.
• Np. dla r w alfabecie H. Znajdujemy r w tym
  alfabecie i liczymy, w którym miejscu znajduje
  sie od góry. Nastepnie sprawdzamy, która to
  litera w alfabecie jawnym, czyli A. Jest to
  litera k

POWRÓT
33
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR ONE-TIME-PAD
• Dwie wersje tego algorytmu to
• Wersja binarna - algorytm XOR
• Wersja znakowa - szyfr Vigenerea

POWRÓT
34
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR ONE-TIME-PAD
• Staje sie bezwarunkowo bezpieczny, gdy spelnimy
  trzy zalozenia
• haslo musi byc ciagiem losowym
• haslo musi byc jednorazowe
• dlugosc hasla musi byc przynajmniej tak samo
  dluga jak dlugosc szyfrowanego tekstu

POWRÓT
35
3.Podstawowe szyfry

• SZYFR PRZESTAWIENOWY
• przez macierz, która jest figura geometryczna.
• Zaszyfrujemy zdanie Ala ma kota za pomoca
  kwadratu 3x3.

POWRÓT
36
3.Podstawowe szyfry

• Zapisujemy A l a
• m a k
• o t a
• i odczytujemy kolumnami Amolataka
• Aby odszyfrowac tekst nalezy ja ponownie zapisac
  w macierzy i zapisac kolumnami.
• Warto zauwazyc, ze do odszyfrowania wystarczy
  czytac co trzecia litere.

POWRÓT
37
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
38
4.Zastosowanie kryptografii

• W dzisiejszych czasach kryptografia jest bardzo
  wazna nauka, dlatego tez znajduje wiele
  zastosowan. Kryptografia jest uzywana do
  zapewnienia autentycznosci, integralnosci
• i poufnosci danych. Dane przesylane miedzy
  komputerami nieustannie narazone sa na ataki
  hakerów, dlatego musza byc szyfrowane coraz to
  trudniejszymi do zlamania szyframi.

POWRÓT
39
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
40
5.Ciekawostki

• Jeden z najstarszych opisów szyfrowania przez
  podstawianie znajduje sie w dziele "Kamasutra",
  napisanym w IV wieku przez braminskiego uczonego
  Vatsyayana, który korzystal z rekopisów
  pochodzacych nawet z IV w p.n.e. "Kamasutra"
  zaleca kobietom poznanie 64 sztuk, takich jak
  gotowanie, ubieranie sie, masaz i przygotowanie
  perfum. Na liscie tej znajduja sie równiez inne
  sztuki, takie jak wrózbiarstwo, gra w szachy,
  introligatorstwo i stolarka. Natomiast pozycja
  numer 45 to mlecchita-vikalpa, sztuka
  poslugiwania sie tajnym pismem, która ma pomóc
  kobietom w ukryciu swoich zwiazków.
• Ksiega szyfrów Simon Singh

POWRÓT
41
5.Ciekawostki

• Zródlem kryptologii wcale nie byla Europa. W
  latach od 800 do 1200 arabscy uczeni odnotowali
  wiele osiagniec nauki. W tym samym czasie Europa
  tkwila w intelektualnych ciemnosciach. Podczas
  gdy Al-Kindi opisywal zasady kryptoanalizy,
  Europejczycy wciaz biedzili sie z podstawami
  kryptografii.
• Ksiega s zyfrów Simon Singh

POWRÓT
42
5.Ciekawostki

• Szyfr AtBash mozemy spotkac w Starym Testamencie.
  W Ksiedze Jeremiasza slowo BABILON(BABEL) w
  pewnym momencie zastapione jest slowem SZESZAK.
  Okazuje sie, ze jest to BABEL zaszyfrowane za
  pomoca AtBash w hebrajskim alfabecie

POWRÓT
43
5.Ciekawostki

• Podobno goraca linia pomiedzy Waszyngtonem i
  Moskwa byla szyfrowana za pomoca szyfru
  one-time-pad.

POWRÓT
44
5.Ciekawostki

• Jednym z kodów, który byl nie do odszyfrowania
  przez wrogie wojska japonskie byl jezyk Indian
  Navaho. Dialekt ten byl niezrozumialy dla
  wszystkich plemion i innych ludzi, z wyjatkiem 28
  Amerykanów, którzy go studiowali. Dialekt ten
  mial ta zalete, iz nadawal sie do idealnie do
  szybkiej, bezpiecznej lacznosci. Kryptoanalitycy,
  którzy dostali próbke tego dialektu do
  rozszyfrowania nazwali ten jezyk dziwaczna
  sekwencja gardlowych, nosowych, trudnych do
  wymówienia dzwieków.

DALEJ
POWRÓT
45
5.Ciekawostki

• Nikt nie byl w stanie dokonac transkrypcji tego
  jezyka bez wczesniejszej znajomosci tego
  dialektu. Kod Navahów zostal wysoko oceniony i
  sluzyl wojskom amerykanskim na Pacyfiku.
• Bezpieczenstwo tego kodu polegalo z prostego
  faktu, jezyk tego plemienia jest calkowicie
  pozbawiony znaczenia dla wszystkich, którzy sie
  go nie uczyli.

POWRÓT
46
5.Ciekawostki

• ENIGMA
• W sumie nie byl to szyfr, tylko niemiecka maszyna
  szyfrujaca uzywana przez wywiad i armie
  niemiecka, korzystajaca z szyfrów
  polialfabetycznych, co na tamte czasy bylo duzym
  osiagnieciem. Wiadomosci zaszyfrowane przez te
  maszyne byly niewiarygodnie trudne do
  rozszyfrowania. Mimo to, w 1934 roku Polakom
  udalo sie zbudowac pierwsza swoja wersje
  Enigmy. Dzieki niej, mozliwe bylo juz
  deszyfrowanie wiekszosci wiadomosci, choc Niemcy
  zaczely zmieniac sposób szyfrowania.

POWRÓT
47
5.Ciekawostki

• Polacy do deszyfrowania wykorzystywali w sposób
  nowatorski istniejace teorie kombinatoryczne
  tzw. cykli i transpozycji. Niestety, w roku 1939
  Niemcy radykalnie zmienili system szyfrowania.
  Zmiany, które musialyby zostac wprowadzone w
  polskim wynalazku przekraczaly budzet Polaków.
  Przekazali wiec swoja maszyne Francuzom, lecz nie
  zaniechali swoich prac. Musieli sie niestety
  ewakuowac do innych krajów z powodu rozpoczecia
  wojny.

POWRÓT
48
5.Ciekawostki

• BUDOWA ENIGMY
• Z przodu znajdowala sie 26 literowa klawiatura, a
  za nia plytka z drugim zestawem znaków
  podswietlanym zarówkami. W srodku znajdowaly sie
  od 3 do 8 bebenków szyfrujacych i jeden
  odwracajacy walec. Po nacisnieciu klawisza na
  klawiaturce, nastepuje przesuniecie o 1/26
  prawego bebenka, po czym zapala sie odpowiednia
  zarówka

POWRÓT
49
5.Ciekawostki
Jedna z czesci Enigmy
Oryginalna maszyna szyfrujaca Enigma
POWRÓT
50
5.Ciekawostki
Zblizenie na klawiature ENIGMY
POWRÓT
51
SPIS TRESCI

• 1.Co to jest kryptografia?
• 2.Historia kryptografii
• 3.Podstawowe szyfry
• 4.Zastosowanie kryptografii
• 5.Ciekawostki

ZAKONCZ
52
DZIEKUJEMYZAUWAGE!!!
53
BIBLIOGRAFIA- www.wikipedia.pl-
www.kryptografia.com- www-ivs.cs.uni-magdeburg.de