Κρυπτογραφία
Η κρυπτογραφία ή κρυπτολογία είναι η πρακτική και η μελέτη της απόκρυψης πληροφοριών. Μερικές φορές αποκαλείται κώδικας, αλλά αυτό δεν είναι πραγματικά σωστό όνομα. Είναι η επιστήμη που χρησιμοποιείται για να προσπαθήσουμε να κρατήσουμε τις πληροφορίες μυστικές και ασφαλείς. Η σύγχρονη κρυπτογραφία είναι ένα μείγμα μαθηματικών, επιστήμης των υπολογιστών και ηλεκτρολόγου μηχανικού. Η κρυπτογραφία χρησιμοποιείται στις κάρτες ΑΤΜ (τράπεζας), στους κωδικούς πρόσβασης στον υπολογιστή και στις αγορές στο διαδίκτυο.
Όταν ένα μήνυμα αποστέλλεται με χρήση κρυπτογραφίας, αλλάζει (ή κρυπτογραφείται) πριν από την αποστολή του. Η μέθοδος αλλαγής του κειμένου ονομάζεται "κώδικας" ή, ακριβέστερα, "κρυπτογράφηση". Το αλλαγμένο κείμενο ονομάζεται "κρυπτογράφημα". Η αλλαγή καθιστά το μήνυμα δυσανάγνωστο. Κάποιος που θέλει να το διαβάσει πρέπει να το αλλάξει ξανά (ή να το αποκρυπτογραφήσει). Ο τρόπος με τον οποίο θα το αλλάξει πίσω είναι μυστικό. Τόσο το άτομο που στέλνει το μήνυμα όσο και αυτό που το λαμβάνει πρέπει να γνωρίζουν τον μυστικό τρόπο αλλαγής του, αλλά οι άλλοι δεν πρέπει να μπορούν να το γνωρίζουν. Η μελέτη του κρυπτοκειμένου για την ανακάλυψη του μυστικού ονομάζεται "κρυπτανάλυση" ή "σπάσιμο" ή μερικές φορές "σπάσιμο κώδικα".
Διαφορετικοί τύποι κρυπτογραφίας μπορεί να είναι ευκολότεροι ή δυσκολότεροι στη χρήση και να κρύβουν το μυστικό μήνυμα καλύτερα ή χειρότερα. Οι κρυπτογραφήσεις χρησιμοποιούν ένα "κλειδί" το οποίο είναι ένα μυστικό που κρύβει τα μυστικά μηνύματα. Η κρυπτογραφική μέθοδος δεν χρειάζεται να είναι μυστική. Διάφοροι άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιήσουν την ίδια μέθοδο αλλά διαφορετικά κλειδιά, ώστε να μην μπορούν να διαβάσουν ο ένας τα μηνύματα του άλλου. Δεδομένου ότι η κρυπτογράφηση Caesar έχει μόνο τόσα κλειδιά όσα και ο αριθμός των γραμμάτων στο αλφάβητο, σπάει εύκολα δοκιμάζοντας όλα τα κλειδιά. Οι κρυπτογραφήσεις που επιτρέπουν δισεκατομμύρια κλειδιά σπάνε με πιο πολύπλοκες μεθόδους.
Από την εποχή του Καίσαρα έχουν κατασκευαστεί πολλά βελτιωμένα κρυπτογραφήματα. Ορισμένοι περιλάμβαναν έξυπνα μαθηματικά για να αντισταθούν στην έξυπνη κρυπτανάλυση. Κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα οι υπολογιστές έγιναν το κύριο εργαλείο της κρυπτογραφίας.
Τροχός κρυπτογράφησης των αρχών του 20ου αιώνα
Symmetric
Σε έναν αλγόριθμο συμμετρικού κλειδιού, τόσο ο αποστολέας όσο και ο παραλήπτης μοιράζονται το κλειδί. Ο αποστολέας χρησιμοποιεί το κλειδί για να αποκρύψει το μήνυμα. Στη συνέχεια, ο παραλήπτης θα χρησιμοποιήσει το ίδιο κλειδί με τον αντίθετο τρόπο για να αποκαλύψει το μήνυμα. Για αιώνες, η περισσότερη κρυπτογραφία ήταν συμμετρική. Το πρότυπο προηγμένης κρυπτογράφησης είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο. Ωστόσο, αυτό δεν πρέπει να συγχέεται με τη συμμετρία.
Ασύμμετρη
Η ασύμμετρη κρυπτογραφία είναι πιο δύσκολη στη χρήση. Κάθε άτομο που θέλει να χρησιμοποιήσει ασύμμετρη κρυπτογραφία χρησιμοποιεί έναν μυστικό αριθμό (ένα "ιδιωτικό κλειδί") που δεν μοιράζεται και έναν διαφορετικό αριθμό (ένα "δημόσιο κλειδί") που μπορεί να πει σε όλους. Αν κάποιος άλλος θέλει να στείλει σε αυτό το άτομο ένα μήνυμα, θα χρησιμοποιήσει τον αριθμό που του έχει ειπωθεί για να κρύψει το μήνυμα. Τώρα το μήνυμα δεν μπορεί να αποκαλυφθεί ούτε από τον αποστολέα, αλλά ο παραλήπτης μπορεί εύκολα να αποκαλύψει το μήνυμα με το μυστικό ή "ιδιωτικό κλειδί" του. Με αυτόν τον τρόπο, κανείς άλλος δεν χρειάζεται να γνωρίζει το μυστικό κλειδί.
Η ασύμμετρη κρυπτογραφία απαιτεί γενικά περισσότερο χρόνο και περισσότερη ισχύ υπολογιστή, γι' αυτό και δεν χρησιμοποιείται τις περισσότερες φορές. Αντίθετα, χρησιμοποιείται συχνά για υπογραφές υπολογιστών, όταν ένας υπολογιστής πρέπει να γνωρίζει ότι κάποια δεδομένα (όπως ένα αρχείο ή ένας ιστότοπος) έχουν σταλεί από έναν συγκεκριμένο αποστολέα. Για παράδειγμα, οι εταιρείες λογισμικού υπολογιστών που κυκλοφορούν ενημερώσεις για το λογισμικό τους μπορούν να υπογράψουν αυτές τις ενημερώσεις για να αποδείξουν ότι η ενημέρωση έγινε από τις ίδιες, έτσι ώστε οι χάκερς να μην μπορούν να κάνουν δικές τους ενημερώσεις που θα προκαλούσαν ζημιά. Οι ιστότοποι που χρησιμοποιούν το HTTPS χρησιμοποιούν έναν δημοφιλή αλγόριθμο που ονομάζεται RSA για τη δημιουργία πιστοποιητικών, τα οποία δείχνουν ότι ο ιστότοπος ανήκει σε αυτούς και ότι είναι ασφαλής. Οι υπολογιστές μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν ασύμμετρες κρυπτογραφήσεις για να δίνουν ο ένας στον άλλο τα κλειδιά για τις συμμετρικές κρυπτογραφήσεις.
Υπολογιστές
Οι υπολογιστές μπορούν να υπολογίζουν γρήγορα. Μπορούν να κάνουν πολύ ισχυρή κρυπτογράφηση, και οι περισσότεροι κρυπτογράφοι του 21ου αιώνα τους χρησιμοποιούν. Παραδείγματα είναι οι αλγόριθμοι υπολογιστών όπως ο RSA, ο AES, και υπάρχουν πολλοί άλλοι. Η χρήση καλών αλγορίθμων όπως αυτοί μπορεί να καταστήσει πολύ δύσκολη την ανάγνωση των πληροφοριών που αποστέλλονται.
Άνθρωποι
Επειδή οι άνθρωποι είναι πιο αργοί από τους υπολογιστές, οποιαδήποτε κρυπτογραφία που χρησιμοποιούν μπορεί πιθανώς να σπάσει, αν γίνει γνωστός αρκετός μυστικός τρόπος για την αλλαγή της.
Απλές μορφές κρυπτογραφίας που μπορούν να κάνουν οι άνθρωποι χωρίς μηχανές είναι οι κρυπτογραφήσεις Καίσαρα και οι κρυπτογραφήσεις μετατόπισης, αλλά πολλά άλλα είδη χρησιμοποιούνταν πριν από τη χρήση υπολογιστών.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Τι είναι η κρυπτογραφία;
A: Η κρυπτογραφία ή κρυπτολογία είναι η πρακτική και η μελέτη της απόκρυψης πληροφοριών. Περιλαμβάνει ένα μείγμα μαθηματικών, επιστήμης των υπολογιστών και ηλεκτρολόγων μηχανικών για τη διατήρηση πληροφοριών μυστικών και ασφαλών.
Ε: Πώς χρησιμοποιείται η κρυπτογραφία;
Α: Η κρυπτογραφία χρησιμοποιείται στις κάρτες ΑΤΜ (τραπεζικές κάρτες), στους κωδικούς πρόσβασης στον υπολογιστή και στις αγορές στο διαδίκτυο. Όταν ένα μήνυμα αποστέλλεται με χρήση κρυπτογραφίας, αλλάζει (ή κρυπτογραφείται) πριν από την αποστολή του.
Ερ: Τι περιλαμβάνει η αλλαγή κειμένου με την κρυπτογραφία;
Α: Η αλλαγή κειμένου με κρυπτογραφία περιλαμβάνει τη χρήση ενός "κώδικα" ή "κρυπτογράφησης". Το αλλαγμένο κείμενο ονομάζεται "κρυπτογραφημένο κείμενο". Αυτό καθιστά το μήνυμα δύσκολο να διαβαστεί, οπότε κάποιος πρέπει να το αλλάξει πίσω (ή να το αποκρυπτογραφήσει).
Ερ: Πώς λέγεται η μελέτη του κρυπτοκειμένου για να ανακαλύψετε το μυστικό;
Α: Η μελέτη του κρυπτοκειμένου για την ανακάλυψη του μυστικού ονομάζεται "κρυπτανάλυση" ή "σπάσιμο" ή μερικές φορές "σπάσιμο κώδικα".
Ερ: Τι είδους κλειδί χρησιμοποιούν οι κρυπτογραφήσεις;
Α: Οι κρυπτογραφήσεις χρησιμοποιούν ένα "κλειδί" το οποίο είναι ένα μυστικό που κρύβει τα μυστικά μηνύματα.
Ερ: Πόσα κλειδιά έχει η κρυπτογράφηση του Καίσαρα;
Α: Η κρυπτογράφηση του Καίσαρα έχει μόνο τόσα κλειδιά όσα είναι τα γράμματα στο αλφάβητο, οπότε μπορεί εύκολα να σπάσει δοκιμάζοντας όλα τα πιθανά κλειδιά.
Ερ: Πώς οι υπολογιστές άρχισαν να εμπλέκονται στην κρυπτογραφία κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα;
Α: Κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα οι υπολογιστές έγιναν σημαντικό εργαλείο για την κρυπτογραφία επειδή επέτρεψαν πιο πολύπλοκες μεθόδους για την αποκρυπτογράφηση κρυπτογραφήσεων που επιτρέπουν δισεκατομμύρια κλειδιά.
