Các thuật toán để mã hóa dữ liệu. thuật toán mã hóa đối xứng. RSA thuật toán mã hóa. DES thuật toán mã hóa. Chọn các thuật toán mã hóa

Trong nhân loại tuổi máy tính của chúng tôi ngày càng từ chối để lưu trữ thông tin dưới dạng viết tay hoặc in, thích làm tài liệu điện tử. Và nếu trước khi ăn cắp một bài báo hoặc giấy da, nhưng bây giờ nó đang đột nhập vào thông tin điện tử. Mình là thuật toán mã hóa dữ liệu đã được biết đến từ thời xa xưa. Nhiều nền văn minh đã ưa thích để mã hóa kiến thức duy nhất của họ, để họ có thể nhận được chỉ người am hiểu. Nhưng chúng ta hãy xem làm thế nào nó được hiển thị trên thế giới chúng ta.

một hệ thống mã hóa dữ liệu là gì?

Để bắt đầu để xác định đại diện cho một hệ thống mã hóa nói chung. Nói đại khái, đây là một thuật toán đặc biệt để ghi lại thông tin, đó sẽ là dễ hiểu chỉ một vòng tròn người nhất định.

Trong ý nghĩa này, một tất cả mọi thứ lạ ông thấy, (về nguyên tắc, đó là) nên dường như bộ vô nghĩa của nhân vật. Đọc một chuỗi chỉ có thể ai đó biết các quy tắc của vị trí của họ. Như một ví dụ rất đơn giản, bạn có thể xác định các thuật toán mã hóa với cách đánh vần các từ, ví dụ, từ sau ra trước. Tất nhiên, đây là nguyên thủy nhất, bạn có thể nghĩ đến. Hàm ý là nếu bạn biết các quy tắc nhập cảnh, khôi phục lại văn bản gốc không có tác dụng.

Tại sao làm điều đó?

Những gì nó tất cả đi kèm với có lẽ là không cần thiết để giải thích. Hãy nhìn xem, cho những gì khối lượng kiến thức lại bởi các nền văn minh cổ xưa, bây giờ được mã hóa. Cho dù người xưa đã không muốn chúng tôi để tìm hiểu, cho dù đó là tất cả được thực hiện, người đàn ông đó đã có thể sử dụng chúng chỉ khi mức độ mong muốn phát triển - nhưng nó chỉ có thể đoán.

Tuy nhiên, nếu chúng ta nói về thế giới ngày nay, an ninh thông tin đã trở thành một trong những vấn đề lớn nhất. Đánh giá cho chính mình, bởi vì có rất nhiều tài liệu trong kho lưu trữ của nhau, mà một số chính phủ không muốn áp dụng, có bao nhiêu thiết kế bí mật như các công nghệ mới. Nhưng tất cả điều này là, và lớn, là mục đích chính của hacker cái gọi là, theo nghĩa cổ điển của từ này.

Nó nói đến cái tâm chỉ có một cụm từ đó đã trở thành một nguyên tắc cổ điển của hoạt động Natana Rotshilda: "Ai sở hữu thông tin, sở hữu trên thế giới." Và đó là lý do tại sao các thông tin là cần thiết để bảo vệ khỏi những cặp mắt tò mò, vì vậy mà cô không sử dụng người khác vì mục đích ích kỷ của họ.

Cryptography: điểm khởi đầu

Bây giờ, trước khi xem xét cấu trúc rất có bất kỳ thuật toán mã hóa, một chút bổ nhào vào những câu chuyện, trong những ngày đó, khi khoa học đang ở giai đoạn phôi thai.

Người ta tin rằng nghệ thuật giấu dữ liệu tích cực bắt đầu phát triển hàng ngàn năm trước thời đại chúng ta. Ưu việt được ghi có vào người Sumer cổ đại, vua Solomon và các linh mục Ai Cập. Chỉ rất lâu sau đó ký tự và biểu tượng chữ rune cùng như thế nào. Nhưng những gì là thú vị: đôi khi thuật toán mã hóa văn bản (cụ thể là, họ đang được soạn thảo vào thời điểm đó) là trong cùng một chữ hình nêm Sumer cổ đại một nhân vật có thể có nghĩa là không chỉ có một lá thư, mà còn là toàn bộ văn bản, khái niệm hoặc thậm chí gợi ý. Bởi vì cách giải thích này của các văn bản ngay cả với các hệ thống mật mã hiện đại cho phép khôi phục lại hình dạng nguyên thủy của bất kỳ văn bản, nó là hoàn toàn không thể. Phát biểu ngôn ngữ hiện đại, nó là khá tiên tiến, như bây giờ được thể hiện, các thuật toán mã hóa đối xứng. Họ sống một mình.

Thế giới hiện đại: các loại thuật toán mã hóa

Liên quan đến việc bảo vệ dữ liệu bí mật trong thế giới hiện đại, nó cũng nên bám víu vào những ngày khi máy tính không được biết đến cho nhân loại. Chưa kể bao nhiêu giấy đã được chuyển giao cho các nhà giả kim thuật, hoặc Templar cùng, cố gắng che giấu các văn bản đúng biết đến họ những kiến thức, nó là đáng ghi nhớ rằng kể từ khi sự xuất hiện của vấn đề truyền thông đã chỉ trở nên tồi tệ.

Và sau đó, có lẽ, các thiết bị nổi tiếng nhất có thể được gọi là máy mật mã của Đức trong thế giới thứ hai gọi là "Enigma", mà dịch sang tiếng Anh có nghĩa là "bí ẩn". Một lần nữa, đây là một ví dụ về cách các thuật toán mã hóa đối xứng được sử dụng, bản chất trong số đó là shifrovschik đó và phân tích mật mã biết chìa khóa (thuật toán), ban đầu áp dụng để che giấu dữ liệu.

Hôm nay, một hệ mật như vậy được sử dụng ở khắp mọi nơi. Ví dụ nổi bật nhất có thể được xem xét, ví dụ, thuật toán mã hóa AES256, đó là tiêu chuẩn quốc tế. Từ góc nhìn của các thuật ngữ máy tính, nó cho phép bạn sử dụng một thời gian quan trọng của 256 bit. Nói chung, các thuật toán mã hóa hiện đại là khá đa dạng, và chia họ có thể tạm thời làm hai loại: đối xứng và bất đối xứng. Họ đang có, tùy thuộc vào khu vực đích, hiện nay được sử dụng rất rộng rãi. Sự lựa chọn của thuật toán mã hóa phụ thuộc vào nhiệm vụ và phương pháp thông tin khôi phục ở dạng ban đầu của nó. Nhưng sự khác biệt giữa chúng là gì?

Đối xứng và thuật toán mã hóa bất đối xứng: sự khác biệt là gì

Bây giờ chúng ta hãy xem những loại khác biệt cơ bản giữa các hệ thống như vậy và các nguyên tắc trên được dựa trên ứng dụng của họ trong thực tế. Như là rõ ràng, các thuật toán mã hóa có liên quan đến các khái niệm hình học đối xứng và không đối xứng. Ý nghĩa của nó bây giờ và sẽ được giải thích.

thuật toán mã hóa đối xứng DES, được phát triển vào năm 1977, ngụ ý sự tồn tại của một chìa khóa duy nhất được cho là nổi tiếng với hai bên có liên quan. nó rất dễ dàng để sử dụng biết một chìa khóa, đưa nó vào thực tế, để đọc các thiết lập vô nghĩa tương tự của các nhân vật, đưa nó, có thể nói, trong một hình thức có thể đọc được.

Và các thuật toán mã hóa bất đối xứng là gì? Có hai phím được sử dụng, đó là để mã hóa các thông tin ban đầu sử dụng một để giải mã nội dung - người kia, và nó không phải là cần thiết để có như nhau, hoặc cùng một lúc đã ở bên mã hóa và giải mã. Đối với mỗi trong số họ chỉ có một. Như vậy, một mức độ rất cao của cả hai phím loại trừ khỏi vào tay thứ ba. Tuy nhiên, căn cứ vào tình hình hiện nay, nhiều tin tặc ăn cắp kiểu này một vấn đề cụ thể và không. Một điều - để tìm chính xác quan trọng (khoảng nói, mật khẩu), đó là phù hợp để giải mã dữ liệu. Nhưng tùy chọn có thể có rất nhiều mà ngay cả những máy tính hiện đại nhất sẽ xử lý chúng trong nhiều thập kỷ. Như đã nêu, không ai trong số các hệ thống máy tính hiện có trên thế giới để hack tiếp cận với anh ta và có được những gì được gọi là "nghe lén" không thể và sẽ không thể trong những thập kỷ tới.

Các thuật toán mã hóa nổi tiếng nhất và thường được sử dụng

Nhưng trở lại trong thế giới máy tính. Có gì trên cung cấp cơ bản thuật toán mã hóa để bảo vệ thông tin trên sân khấu hiện tại của sự phát triển của máy tính và công nghệ di động?

Trong hầu hết các quốc gia, tiêu chuẩn de facto là AES hệ thống mật mã dựa trên một phím 128-bit. Tuy nhiên, song song với nó đôi khi được sử dụng thuật toán mã hóa RSA, mà mặc dù có liên quan đến mã hóa bằng cách sử dụng công cộng (public) then chốt vẫn là một trong những đáng tin cậy nhất. Này, tình cờ, chứng minh bởi tất cả các chuyên gia hàng đầu kể từ khi hệ thống chính nó không chỉ phụ thuộc vào mã hóa dữ liệu, mà còn là giữ gìn sự toàn vẹn của thông tin. Đối với sự phát triển sớm, để trong đó đề cập các thuật toán mã hóa DES, nó là vô vọng lỗi thời, và cố gắng để thay thế nó đã được bắt đầu vào năm 1997. Sau đó nó được dựa trên đó, một mới và tiên tiến (Advanced) mã hóa AES tiêu chuẩn (đầu tiên với khóa 128-bit, và sau đó - với khóa 256-bit).

mã hóa RSA

Bây giờ chúng ta tập trung vào các công nghệ RSA có liên quan đến một hệ thống mã hóa bất đối xứng. Giả sử một người gửi khác thông tin được mã hóa với thuật toán này.

Để mã hóa mất hai số đủ lớn của X và Y, sau đó được tính Z sản phẩm của họ, được gọi là một mô-đun. Hơn nữa một số số lựa chọn không liên quan A, mà thỏa mãn điều kiện: 1

Chuyện gì xảy ra khi một lô hàng? Người gửi tạo ra một bản mã, ký hiệu F, với thông điệp ban đầu M, tiếp theo lũy thừa Một mô-đun nhân và Z: F = M ** A * (mod Z). Recipient ví dụ đơn giản là để tính toán: M = F ** B * (mod Z). Nói đại khái, tất cả các hành động được giảm riêng cho việc xây dựng một cường quốc. Cùng một nguyên tắc làm việc tùy chọn với việc tạo ra một chữ ký kỹ thuật số, nhưng các phương trình ở đây là phức tạp hơn. Để tránh tràn ngập đại số đầu của người dùng, các tài liệu này sẽ không được cung cấp.

Đối với hack, thuật toán mã hóa RSA phải đối mặt với kẻ xâm nhập nhiệm vụ gần như không thể giải quyết: để tính toán chính B. này về mặt lý thuyết có thể được thực hiện với việc sử dụng có sẵn quỹ bao thanh toán (phân hủy thành yếu tố số ban đầu X và Y), nhưng cho đến nay không có nghĩa là như vậy, Vì vậy, nhiệm vụ riêng của mình trở nên không quá khó - nó thường là không khả thi.

mã hóa DES

Dưới đây là một, kéo dài một thuật toán mã hóa rất hiệu quả với tối đa là 64 bit chặn chiều dài (nhân vật) mà từ đó chỉ có ý nghĩa 56. Như đã đề cập ở trên, kỹ thuật này là lỗi thời, mặc dù kéo dài đủ lâu như một hệ thống mã hóa tiêu chuẩn được sử dụng trong Hoa Kỳ, ngay cả đối với các ngành công nghiệp quốc phòng.

Bản chất của nó là mã hóa đối xứng mà áp dụng cho loại một chuỗi 48 bit. Khi hoạt động này được sử dụng cho 16 chu kỳ của mẫu trong 48 chủ chốt bit. Nhưng! Tất cả các chu kỳ theo nguyên tắc hành động tương tự, vì vậy vào thời điểm này không phải là để tính toán chính làm việc theo yêu cầu. Ví dụ, một trong những máy tính mạnh nhất ở Mỹ trị giá hơn một triệu USD để "phá vỡ" mã hóa trong khoảng ba tiếng rưỡi. Đối với máy dưới cấp bậc thực tế, để tính toán ngay cả những trình tự trong việc tối đa hóa biểu hiện của nó, nó mất không quá 20 giờ.

mã hóa AES

Cuối cùng, chúng tôi có phổ biến nhất và được nghĩ đến gần đây, hệ thống bất khả xâm phạm - các thuật toán mã hóa AES. Ông hiện đang đại diện trong ba phiên bản - AES128, AES192 và AES256. Các tùy chọn đầu tiên áp dụng hơn để đảm bảo an ninh thông tin của các thiết bị di động, và lần thứ hai tham gia ở mức độ cao hơn. Như là tiêu chuẩn, hệ thống đã chính thức giới thiệu vào năm 2002, và ngay lập tức hỗ trợ của nó đã được thông báo của tập đoàn Intel, trong đó sản xuất chip vi xử lý.

bản chất của nó, không giống như bất kỳ hệ thống mã hóa đối xứng khác giảm cho việc tính toán dựa trên một đa thức đại diện mã và tính toán hoạt động với mảng hai chiều. Theo chính phủ Hoa Kỳ, để crack 128-bit giải mã dài khóa, thậm chí hiện đại nhất, sẽ mất khoảng 149 tỷ năm. Tôi cầu xin khác biệt với một nguồn có thẩm quyền như vậy. Phần cứng máy tính trong một trăm năm qua đã có những bước nhảy vọt, tương xứng với cấp số nhân, do đó đặc biệt là không nên tự lừa dối mình, càng có nhiều nên bây giờ, khi nó quay ra, có mã hóa và bất ngờ hơn những rằng Hoa Kỳ công bố một kháng hoàn toàn nứt.

Vấn đề với virus và giải mã

Tất nhiên, chúng ta đang nói về virus. Gần đây đã có virus khá cụ thể, ransomware, để mã hóa toàn bộ ổ đĩa cứng và các phân vùng logic trên máy tính bị nhiễm, và sau đó nạn nhân nhận được một lá thư thông báo rằng tất cả các tập tin được mã hóa và giải mã chúng chỉ có thể được xác định sức mạnh sau khi ngân hàng thanh toán.

Trong trường hợp này, những gì là quan trọng nhất, nó được chỉ ra rằng hệ thống AES1024 mã hóa dữ liệu, có nghĩa là, độ dài của khóa đã được áp dụng lớn hơn gấp bốn lần AES256 nay đang tồn tại, một số tùy chọn khi tìm kiếm các bộ giải mã thích hợp chỉ đơn giản là tăng vô cùng.

Và đánh giá từ các báo cáo của chính phủ Mỹ vào thời điểm đó có sẵn để giải mã độ dài khóa 128 bit, sau đó điều gì về thời gian nó sẽ làm để tìm một giải pháp đối với trường hợp của khóa và biến thể của nó là 1024 bit lâu? Đó là lúc Hoa Kỳ và đâm. Bởi vì họ tin rằng hệ thống máy tính mật mã của họ là hoàn hảo. Than ôi, đã có một số chuyên gia (rõ ràng, Liên Xô cũ) đã vượt qua những định đề của Mỹ "không thể lay chuyển" trong tất cả các khía cạnh.

Với tất cả những điều này, thậm chí các nhà phát triển hàng đầu của phần mềm chống virus, bao gồm cả "Kaspersky Lab", các chuyên gia đã tạo ra những "Doctor Web", công ty ESET và nhiều nhà lãnh đạo thế giới khác chỉ đơn giản nhún vai của họ, họ nói, để giải mã một thuật toán như vậy chỉ đơn giản là không có tiền, nhưng không nói gì trong khoảng này rằng không đủ thời gian. Tất nhiên, khi bạn liên hệ với hỗ trợ khách hàng được cung cấp để gửi các tập tin được mã hóa và nếu có, đó là mong muốn bản gốc - theo hình thức trong đó là trước khi mã hóa. Than ôi, ngay cả những phân tích so sánh đã không mang lại kết quả rõ rệt.

Một thế giới mà chúng ta không biết

Tôi có thể nói gì, nếu chúng ta đang tìm kiếm tương lai, mà không thể giải mã quá khứ. Nếu bạn nhìn vào thế giới của thiên niên kỷ của chúng ta, chúng ta có thể thấy rằng cùng một hoàng đế La Mã Gaius Yuliy Tsezar trong một số tác phẩm của ông đã sử dụng thuật toán mã hóa đối xứng. Vâng, nếu bạn nhìn vào Leonardo da Vinci, vì vậy tất cả là bằng cách nào đó không phải trên thân từ một nhận thức rằng trong lĩnh vực mật mã, người đàn ông có cuộc sống được bao phủ bởi một loại bức màn bí ẩn, đã vượt qua sự hiện đại của nó trong nhiều thế kỷ.

Cho đến nay, nhiều người không cho phần còn lại cho cái gọi là "Mona Lisa Smile", trong đó có cái gì đó hấp dẫn, rằng con người hiện đại là không thể hiểu được. Ngẫu nhiên, trong bức tranh đối với nhân vật nào đó (trong mắt của chiếc váy, và vân vân. D.) với Gần đây đã được tìm thấy cho thấy rõ rằng tất cả điều này có chứa một số thiên tài vĩ đại được mã hóa các thông tin ngày hôm nay, than ôi, để đưa chúng ta không. Nhưng chúng tôi đã thậm chí không đề cập đến các loại cấu trúc quy mô lớn, mà đã có thể biến sự hiểu biết về tính chất vật lý của thời gian.

Tất nhiên, một số đầu óc đang nghiêng chỉ đến thực tế là trong nhiều trường hợp, đã được sử dụng một cái gọi là "phần vàng", tuy nhiên, nó không đưa ra chìa khóa để tất cả những gì cửa hàng rộng lớn của tri thức, được cho là hoặc chúng ta không hiểu, hoặc bị mất mãi mãi. Rõ ràng, mật mã còn cần phải làm một lô đáng kinh ngạc của việc phải hiểu rằng các thuật toán mã hóa hiện đại thường không đi đến bất cứ so sánh với thời gian hoạt động của các nền văn minh cổ đại. Hơn nữa, nếu hôm nay có được chấp nhận chung nguyên tắc bảo mật thông tin, những người đã được sử dụng trong thời cổ đại, không may, chúng tôi hoàn toàn không thể tiếp cận và không thể hiểu.

Và một điều nữa. Có một niềm tin không nói ra rằng phần lớn các văn bản cổ đại không thể dịch vì những chìa khóa để giải mã hội kín canh gác chặt chẽ của họ như Freemasons, Illuminati, và vân vân. D. Ngay cả những Templar đã để lại dấu ấn của họ vào đây. chúng ta có thể nói gì về những gì vẫn còn thư viện hoàn toàn không thể tiếp cận của Vatican? Không lưu trữ các manh mối chính để thời cổ đại đó? Nhiều chuyên gia đang nghiêng về phiên bản này là niềm tin rằng Vatican cố tình che giấu thông tin này từ công chúng. Dù muốn hay không, không ai biết. Nhưng có một điều chắc chắn - Hệ thống mật mã cổ đại không có cách nào kém hơn (và có lẽ vượt qua) được sử dụng trong thế giới máy tính ngày nay.

thay vì một lời bạt

Cuối cùng nó phải được nói rằng có đã được xem xét, không phải tất cả các khía cạnh của hệ thống mã hóa hiện tại và kỹ thuật mà họ sử dụng. Thực tế là trong nhiều trường hợp sẽ phải dẫn công thức toán học phức tạp và tính toán hiện nay, từ đó đa số người dùng chỉ cần truy cập quay đầu. Chỉ cần nhìn vào các ví dụ về mô tả của thuật toán RSA, để nhận ra rằng mọi thứ khác sẽ xem xét rất nhiều phức tạp hơn.

Điều quan trọng - để hiểu và nắm bắt, có thể nói, ở trung tâm của vấn đề. Vâng, nếu chúng ta nói về các hệ thống hiện đại là gì, cung cấp để lưu trữ thông tin bí mật trong một cách mà có thể truy cập vào một số giới hạn của người sử dụng, có rất ít sự lựa chọn. Mặc dù có rất nhiều hệ thống mật mã, cùng RSA và DES đang mất đi rõ AES chi tiết cụ thể. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng hiện đại được thiết kế cho một khá khác nhau giữa các hệ thống điều hành, sử dụng là AES (một cách tự nhiên tùy thuộc vào ứng dụng và thiết bị). Nhưng đây là "trái phép" tiến hóa của hệ thống mật mã này, để đặt nó nhẹ nhàng, với nhiều người, đặc biệt là thành viên sáng lập của nó, bị sốc. Nhưng nhìn chung, dựa trên thực tế rằng có ngày hôm nay, nhiều người sử dụng sẽ không khó khăn để hiểu những gì hệ thống mã hóa dữ liệu mã hóa, tại sao họ là cần thiết và cách họ làm việc.