Enigma - zaštita računarskih sistema

Maturski, seminarski i diplomski radovi iz informatike.

Sve više i više ljudi širom sveta koristi Internet za prenos podataka. Mnogi od njih čak prenose i lične podatke, kao i matične brojeve i brojeve računa u banci. Ovo zahteva da korisnik bude povezan bezbednom konekcijom. Bezbedna konekcija predstavlja mehanizam da podatke šalje u enkriptovanom obliku, kako drugi ne bi mogli da ih pročitaju. Takođe je ovde bitno da primaoci tih podataka mogu da pročitaju poruke u obliku u kom su poslate. Kripcija ili kodiranje podataka nije nov pojam, već datira još iz starih vremena.

„Istorija je preplavljena kodovima. Oni su odlučivali o pobednicima u bitkama i vodili u smrt kraljeve i kraljice” Simon Singh

OSNOVNI POJMOVI

Reč kriptografija potiče od grčke reči kryptos što znači skriveno, i reči graf što znači pisati, tako da u prevedenom značenju kriptografija predstavlja učenje o skrivenim pisanim informacijama koje su kodiirane ili šifrovane. Kod je zamena reči ili fraze sa rečju, brojem ili simbolom, dok šifra predstavlja zamenu slovo-za-slovo. Mnogi moderni kriptografski algoritmi koriste spoj kodiranja i šifrovanja. Kriptologija je uopštena nauka o kodovima i šiframa, dok je kriptoanaliza nauka o dešifrovanju kodova i šifara.

KRIPTOGRAFIJA KROZ ISTORIJU

Enkrpicija, tj skriveno značenje poruke, počelo je da se koristi u Egiptu oko 1900. godine p.n.e.. U zapisima o Faraonu Amenemhetu II korištene su hijeroglifske zamene kako bi saopštili dostojanstvo i autoritet u odnosu na ostale natpise u piramidi.
U periodu između 1500.g.p.n.e - 500 g.p.n.e. Asirci i drugi narodi (Mesopotamci, Indijci, Kinezi i Egipćani) počinju skrivati informacije koristeći raznolike metode: tetovirajući poruke na glavi kurira, urezivanjem poruke u utrobi mrtvih životinja itd. To su bili počeci stenografije (skrivanja poruke).
Oko 600.g.p.n.e. Jevreji počinju se služiti prvim prostim šifarskim sistemom poznatim pod imenom ATBASH. ATBASH koristi reverzni alfabet, tako da recimo četvrto slovo postaje četvrto slovo sa kraja alfabeta. Tako je napisana knjiga o Jeremiji.
Prvi šifarski uređaj pod nazivom "SCYTALE" napravljen je i korišten u Sparti oko 500.g.p.n.e. Uređaj se sastojao od parčeta drveta određene debljine, oko koga bi se čvrsto obmotalo parče papirusa, kože ili pergamenta. Poruka bi bila ispisana po dužini pergamenta u kolonama reči, pergament bi se zatim odmotao i dobio bi se skup nepovezanih slova. Tajna dešifrovanja bila je u debljini uređaja. Samo sa određenom debljinom dobijala bi se smislena poruka. Ipak ukoliko bi neprijatelji presreli poruku, sa odgovarajućom debljinom uređaja mogli bi i da je pročitaju.

Tako poruka: „The scytale is a transposition cipher“
Posle šifrovanja bi glasila: „Thesn eipcs soica spyti htrte aairl no“

Julije Cezar razvio je šifarski sistem, koji je svoju korist našao kroz vekove, a pod nazivom Cezarova šifra. Ideja je u šiftovanju(pomeranju) čitavog alfabeta za određeni broj polja ( u Cezarovom slučaju to je bio broj 3), a kada bi se došlo do kraja alfabeta ponovo bi se skočilo na njegov početak.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
Tabela 1. Cezarova šifra

Tako bi poruka: „the caesar cipher is a substitution cipher“
Posle šifrovanja glasila: „WKHFD HVDUF LSKHU LVDVX EVWLW XWLRQ FLSKH U“

Do XV veka i kriptografija i kriptoanaliza imali su široku ulogu širom Evrope, naročito u diplomatskim komunikacijama. Tu se ističu monasi i viteški red Templara koji su kroz čitav Stari vek proučavali i koristili se tim tehnikama. No osim SCYTALE uređaja, sve enkripcijske tehnike su se odvijale ručno sve dok 1460. godine Leon Battista Alberti nije osmislio i napravio šifarski uređaj koji je radio na bazama Cezarove šifre. Njega su proglasili "ocem Zapadne kriptografije" zbog svojih dostignuća u 3 važna polja: prvih "Zapadnih" radova u oblasti kriptoanalize (do tada su te radove objavljivali samo Arapi), izumu polialfabetske zamene i izumu šifrovanja koda.

1586. godine Blaise de Vigenère je u svojoj knjizi opisao Vižnerov polialfabetski sistem. Vižnerov sistem se zasniva na upotrebi Vižnerove tablice uz upotrebu ključne reči. Ključna reč je jedna od najbitnijih stvari u Vižnerovom sistemu jer bez nje nismo u stanju da pročitamo poruku, tj. poruka bez nje može da bude bilo koja.

Uzmimo primer:
Poruka: „Enkripcija“
Ključna reč: „ Centar“

E N K R I P C I J A
C E N T A R C E N T
G R X K I G E M W T

Enkriptovana reč: „GRXKKIGEMWT“

Krajem 18. veka Tomas Džeferson konstruisao je tzv. Džefersonov cilindar. Šifarski uređaj koji se sastojao od 26 diska, a na svakom su se nalazila sva slova alfabeta nasumično. Svi diskovi su bili spojeni i mogli su da se okreću (svaki za sebe) oko svoje ose. Da bi se šifrovala poruka bilo je potrebno napisati je u jednom redu, a zatim izabrati neki drugi red kao šifrat. Da bi neko mogao da pročita poruku morao je imati isti ovakav uređaj. Ironično je da su sličan izum osmislili i Francuzi krajem 19. veka i da se on uspešno koristio u I svetskom ratu.

Od šifarskih uređaja treba još pomenuti Wheatstoneov kriptograf, koji je bio nalik Albertijevom šifarskom disku i sastojao se od dva koncentrična kruga na kome su se nalazila slova, i dve kazaljke koje služile da poruke šifruju.