что такое криптография простыми словами для чайников
Что такое криптография, и где она применяется?
Криптография — это наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним), целостности данных (невозможности незаметного изменения информации), аутентификации (проверки подлинности авторства или иных свойств объекта).
Изначально криптография изучала методы шифрования информации — обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма или ключа в шифрованный текст (шифротекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифровывание и расшифровывание проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи (ЭЦП), хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.
Криптография не занимается защитой от обмана, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищённых системах передачи данных.
До 1975 года криптография представляла собой шифровальный метод с секретным ключом, который предоставлял доступ к расшифровке данных. Позже начался период ее современного развития и были разработаны методы криптографии с открытым ключом, которые может передаваться по открытым каналам связи и использоваться для проверки данных.
Современная прикладная криптография представляет собой науку образованную на стыке математики и информатики. Смежной наукой криптографии считается криптоанализ. Криптография и криптоанализ тесно взаимосвязаны между собой, только в последнем случае изучаются способы расшифровки сокрытой информации.
С модификацией до открытого ключа криптография получила более широкое распространение и стала применяться частными лицами и коммерческими организациями, а в 2009 году на ее основе была выпущена первая криптовалюта Биткоин. До этого времени она считалась прерогативой государственных органов правления.
Виды криптографии
В основе криптографических систем лежат различные виды криптографии. Всего различаю четыре основных криптографических примитива:
Возможности и сферы применения
Изначально криптография использовалась правительством для безопасного хранения или передачи документов. Современные же асимметричные алгоритмы шифрования получили более широкое применение в сфере IT-безопасности, а симметричные методы сейчас применяются преимущественно для предотвращения несанкционированного доступа к информации во время хранения.
В частности криптографические методы применяются для:
Криптография и блокчейн
В блокчейне криптография используется для защиты и обеспечения конфиденциальности личностей и персональных данных, поддержания высокой безопасности транзакций, надежной защиты всей системы и хранилища.
Хеш функции
Хэш-функции в блокчейне взаимосвязаны между собой, с их помощью достигается защита информации и необратимость транзакций. Каждый новый блок транзакций связан с хэшем предыдущего блока, который в свою очередь образован на основе хэша последнего блока, образованного до него. Таким образом каждый новый блок транзакции содержит в себе всю информацию о предыдущих блоках и не может быть подделан или изменен.
Для того, чтобы новый блок был добавлен в блокчейн цепь, сеть должна прийти к общему консенсусу и подобрать хэш нового блока. Для этого при помощи вычислительной техники майнеры предлагают множество “nonce” — вариантов значения функции. Первый майнер, который сумел путем случайного подбора сгенерировать хэш, подходящий для комбинации с предыдущими данными, подписывает им блок, который включается в цепь, и новый блок уже должен будет содержать информацию с ним.
Благодаря применению технологии хэширования в блокчейне все транзакции, которые были выполнены в системе, можно выразить одним хэшем нового блока. Метод хэширования делает практически невозможным взлом системы, а с добавлением каждого нового блока устойчивость блокчейна к атакам только увеличивается.
Цифровые подписи
В блокчейне задействован асимметричный метод криптографии на основе публичных и приватных ключей. Публичный ключ служит адресом хранения монет, секретный — паролем доступа к нему. Закрытый ключ основан на открытом ключе, но его невозможно вычислить математическим путем.
Криптография с открытым ключом
Современная криптография с открытым ключом используется в системе блокчейна для перевода монет.
Для чайников принцип криптографии на основе открытых ключей можно объяснить на примере транзакции. Допустим отправитель желает отправить 1 биткоин. Для этого ему необходимо отправить транзакцию, где будет указано, откуда нужно взять монету, и куда она будет направляться (публичный ключ получателя). Когда транзакция сформирована отправитель должен подписать ее своим секретным ключем. Далее узлы связи проверяют соответствие секретного ключа отправителя с его открытым ключом, с которым на текущий момент ассоциируется монета. Если условия соблюдены, то есть открытый и закрытый ключ отправителя взаимосвязаны, то отправленная монета начнет ассоциироваться с уже с открытым ключом получателя.
Заключение
Криптография является важной составляющей современного мира и необходима в первую очередь для сохранения персональных данных и важной информации. С момента появления она прошла множество модификаций и сейчас представляет собой систему безопасности, которая практически не может быть взломана. Переоценить ее возможности для человечества сложно. Современные методы криптографии применяются практически во всех отраслях, в которых присутствует необходимость безопасной передачи или хранения данных.
Что такое криптография? Просто о сложном
Когда речь идет о конфиденциальности, безопасности в интернете и шифровании данных, часто употребляется термин «криптография». Что за ним скрывается, расскажем в этой статье.
Криптография — что это такое?
Греческий термин «криптография» означает «секретный шрифт». Эта наука в основном занимается шифрованием текстов и других данных, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к ним. Как доказали ученые, тексты начали шифровать уже в третьем тысячелетии до нашей эры. Как в Римской империи, так и в Средневековье, важные сообщения и военные приказы зашифровывались с помощью криптографии.
Юлий Цезарь для своих сообщений использовал очень простую форму криптографии, известную как «шифр сдвига». Каждая буква в его тексте была заменена на третью следующую в алфавите. Таким образом, вместо A писали D. Получатель должен был знать код шифра, чтобы прочитать нужные слова.
Во время Второй мировой войны для шифрования сообщений использовались специальные устройства. Криптография стала значительно более сложной, так что военным понадобилось несколько лет, чтобы разгадать ключи и читать сообщения других стран.
Криптография в цифровую эпоху
В связи с увеличением вычислительной мощности компьютеров, криптография стала значительно более сложной. Теперь она способна намного надежнее гарантировать безопасность информации. Шифры, какие когда-то использовал Цезарь, сегодня можно расшифровать за пару секунд.
Везде, где речь идет о конфиденциальности, криптография важный вопрос. Если вы заходите на сайт под вашим паролем, как правило, это зашифровано. Шифрование используют и мессенджеры, такие как WhatsApp или Telegram. Чтобы вас не подслушали во время телефонного звонка, телефонная связь тоже может быть зашифрована.
В современной криптографии различают симметричное и асимметричное шифрование. При симметричном шифровании отправители и получатели используют одинаковый ключ, как в шифрованных письмах Цезаря. Для этого ключ должен быть известен обеим сторонам, соответственно одна сторона передает его другой в незашифрованном виде.
При асимметричном шифровании имеется открытый и закрытый ключи. С помощью открытого ключа любой пользователь может отправить вам зашифрованное сообщение. Однако расшифровка сообщения возможна только с помощью закрытого ключа.
Криптография знает много различных методов шифрования данных. Многие из них основаны на сложных математических структурах, таких как эллиптические кривые, кольца и конечные тела. Поэтому для разработки комплексной криптографической системы необходимы хорошие знания математики.