Основные понятия

Слово «криптография» в переводе с греческого означает «тайнопись». Её главная цель — преобразовать информацию в нечитаемый вид.

Открытый текст (plaintext) — исходное, понятное сообщение, которое нужно передать.
Шифротекст (ciphertext) — нечитаемое сообщение, полученное в результате шифрования открытого текста.
Шифрование (encryption) — процесс преобразования открытого текста в шифротекст.
Дешифрование (decryption) — обратный процесс преобразования шифротекста в исходный открытый текст.
Ключ (key) — секретный параметр (код), который управляет процессами шифрования и дешифрования.

Симметричное и асимметричное шифрование

В зависимости от используемых ключей криптографические системы делятся на две группы:

Симметричное шифрование: Для шифрования и дешифрования используется один и тот же секретный ключ. И отправитель, и получатель должны знать его заранее. Преимущество — высокая скорость работы, однако существует проблема безопасной передачи ключа.
Асимметричное шифрование: Здесь используется пара различных, но математически связанных ключей: открытый (public) и закрытый (private) ключ. Открытый ключ известен всем и применяется для шифрования данных. Закрытый ключ хранится в тайне у получателя и используется для дешифрования. Этот метод безопаснее для передачи данных.

Электронная подпись

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) — это криптографический инструмент, подтверждающий подлинность документа и личность отправителя. Она основана на асимметричном шифровании, но процесс происходит наоборот: отправитель подписывает сообщение (или его хеш) своим закрытым ключом. Получатель проверяет подпись с помощью открытого ключа отправителя. Если проверка прошла успешно, это гарантирует, что документ отправлен именно этим человеком и не был изменён в пути.

Запомните

Криптография используется для обеспечения конфиденциальности, целостности и доступности информации.
В симметричном шифровании используется один секретный ключ, а в асимметричном — пара ключей: открытый и закрытый.
В асимметричных системах данные, зашифрованные открытым ключом, можно расшифровать только соответствующим закрытым ключом.
Электронная подпись подтверждает авторство и неизменность (целостность) документа.

Разобранные примеры

Пример 1
В системе асимметричного шифрования пользователь А хочет отправить секретное сообщение пользователю Б. Каким ключом пользователь А должен зашифровать сообщение?
Решение
1. В асимметричном шифровании данные шифруют открытым ключом получателя, чтобы он мог прочитать их с помощью своего закрытого ключа.
2. Получателем сообщения является пользователь Б.
3. Следовательно, пользователь А должен зашифровать сообщение открытым ключом пользователя Б.
4. В результате только пользователь Б сможет расшифровать и прочитать это сообщение, используя свой секретный (закрытый) ключ.
Ответ: Открытым ключом пользователя Б.
Пример 2
Что такое шифр Цезаря, и к какому виду шифрования — симметричному или асимметричному — он относится?
Решение
1. Шифр Цезаря — один из самых простых шифров подстановки, где каждая буква алфавита сдвигается на определённое количество позиций вправо или влево.
2. Например, при сдвиге (ключе) равном 3, буква 'А' заменяется на 'Г'.
3. И для шифрования (сдвиг вперёд), и для дешифрования (сдвиг назад) используется один и тот же шаг сдвига, который является ключом.
4. Так как для обеих операций применяется один ключ, это симметричное шифрование.
Ответ: Шифр Цезаря основан на сдвиге букв и является видом симметричного шифрования.

Проверьте себя

Сначала решите сами, потом откройте ответ.

Каким ключом отправитель подписывает документ при создании электронной цифровой подписи?
1. Своим открытым ключом
2. Закрытым ключом получателя
3. Своим закрытым ключом
4. Открытым ключом получателя
5. Симметричным ключом
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: C Своим закрытым ключом
При формировании электронной подписи отправитель использует свой секретный (закрытый) ключ. Любой желающий может проверить подлинность подписи, используя открытый ключ отправителя. Это доказывает, что подпись поставил именно владелец закрытого ключа.
В чём главное отличие между симметричным и асимметричным шифрованием?
1. Симметричное шифрование более безопасно
2. В асимметричном шифровании один ключ используется и для шифрования, и для дешифрования
3. В симметричном шифровании используются два разных ключа
4. В симметричном шифровании используется один ключ, а в асимметричном — два разных (открытый и закрытый)
5. Асимметричное шифрование применяется только для электронных подписей
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: D В симметричном шифровании используется один ключ, а в асимметричном — два разных (открытый и закрытый)
В симметричных криптосистемах отправитель и получатель используют один и тот же секретный ключ. В асимметричных системах каждый пользователь имеет пару ключей: открытый, который можно раздавать всем, и закрытый (секретный), известный только ему.
Как называется процесс возврата зашифрованной информации к её исходному (открытому) виду?
1. Кодирование
2. Шифрование
3. Хеширование
4. Дешифрование
5. Архивирование
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: D Дешифрование
Преобразование открытого текста в нечитаемый вид называется шифрованием (encryption), а обратный процесс получения открытого текста из шифротекста — дешифрованием (decryption).

Типичные ошибки

Считать, что с помощью открытого ключа можно расшифровать сообщение. Нет, в асимметричном шифровании открытый ключ используется только для зашифровывания; для расшифровывания необходим закрытый ключ.
Полагать, что электронная подпись скрывает или шифрует содержимое документа. Электронная подпись не скрывает текст, она лишь гарантирует, что документ не был изменён, и подтверждает личность отправителя.

Всё ещё не до конца понятно?

Объяснит тему голосом, как на уроке, запишет всё на доске и проверит вопросами.

Изучить с Живым репетитором Решить задачу по фото