chiffer

Vad är en chiffer?

i kryptologi, den disciplin som berörs av studien av kryptografiska algoritmer, är en chiffer en algoritm för kryptering och dekryptering av data.

symmetrisk nyckelkryptering, även kallad hemlig nyckelkryptering, beror på användningen av cifrar, som fungerar symmetriskt. Med symmetriska krypteringsalgoritmer tillämpas samma krypteringsnyckel på data på samma sätt, oavsett om målet är att konvertera klartext till chiffertext eller chiffertext till klartext. En chiffer omvandlar data genom att bearbeta original, klartext tecken eller andra data till chiffertext. Chiffertexten ska visas som slumpmässiga data.

traditionellt använde cifrar dessa två huvudtyper av transformation:

1. Transposition ciphers håller alla ursprungliga bitar av data i en byte men blandar deras ordning.
2. Substitutionskrypter ersätter specifika datasekvenser med andra datasekvenser. Till exempel skulle en typ av substitution vara att omvandla alla bitar med ett värde av 1 till ett värde av 0 och vice versa.

datautgången från endera metoden kallas chiffertexten.

moderna chiffer möjliggör privat kommunikation i många olika nätverksprotokoll, inklusive TLS-protokollet (Transport Layer Security) och andra som erbjuder kryptering av nätverkstrafik. Många kommunikationstekniker, inklusive telefoner, digital-tv och bankomater, är beroende av chiffer för att upprätthålla säkerhet och integritet.

hur fungerar ciphers?

en chiffer använder ett system med fasta regler – en krypteringsalgoritm – för att omvandla klartext, ett läsbart meddelande, till chiffertext, en uppenbarligen slumpmässig sträng av tecken. Ciphers kan utformas för att kryptera eller dekryptera bitar i en ström, känd som stream ciphers. Eller så kan de bearbeta chiffertext i enhetliga block av ett visst antal bitar, så kallade blockchiffer.

moderna chiffer implementeringar beror på algoritmen och en hemlig nyckel, som används av krypteringsalgoritmen för att ändra data som den är krypterad. Cifrar som använder längre nycklar, mätt i bitar, är mer effektiva mot brute-force attacker. Ju längre nyckellängd, desto mer brute-force försök är nödvändiga för att exponera klartext. Medan chifferstyrkan inte alltid är beroende av längden på nyckeln, rekommenderar experter att moderna chiffer konfigureras för att använda nycklar på minst 128 bitar eller mer, beroende på algoritmen och användningsfallet.

en nyckel är en viktig del av en krypteringsalgoritm-så mycket att nyckeln hålls hemlig i verkligheten, inte algoritmen. Starka krypteringsalgoritmer är utformade så att även om någon känner till algoritmen bör det vara omöjligt att dechiffrera chiffertext utan att känna till lämplig nyckel. Följaktligen, innan en chiffer kan fungera, måste både avsändaren och mottagaren ha en nyckel eller en uppsättning nycklar.

med symmetriska nyckelalgoritmer används samma nyckel för kryptering och dekryptering av data. Asymmetriska nyckelalgoritmer använder offentliga nycklar och privata nycklar för att kryptera och dekryptera data.

i asymmetrisk kryptografi, även känd som offentlig nyckelkryptografi, är nycklarna stora tal som har parats ihop men inte är identiska (asymmetriska). Nyckelpar inkluderar följande:

• den offentliga nyckeln kan delas med alla.
• den privata eller hemliga nyckeln hålls hemlig.

någon av nycklarna kan användas för att kryptera ett meddelande; den motsatta nyckeln från den som används för att kryptera meddelandet används för dekryptering.

parets privata eller hemliga nyckel används av ägaren till nyckelparet för att dekryptera eller kryptera data, medan den offentliga nyckeln används av alla som vill kryptera ett meddelande som endast kan dekrypteras av innehavaren av den privata nyckeln.

vad används cifrar för?

symmetriska chiffer används oftast för att säkra online kommunikation. De är också införlivade i många olika nätverksprotokoll som ska användas för utbyte av data. Till exempel använder Secure Sockets Layer och TLS chiffer för att kryptera applikationslagerdata, särskilt när de används med HTTP Secure (HTTPS).

virtuella privata nätverk som ansluter fjärrarbetare eller fjärrgrenar till företagsnätverk använder protokoll med symmetriska nyckelalgoritmer för att skydda datakommunikation. Symmetriska chiffer skyddar datasekretessen i de flesta Wi-Fi-nätverk, internetbank och e-handelstjänster och mobiltelefoni.

vissa protokoll använder asymmetrisk kryptografi för att kryptera och autentisera slutpunkter. De använder den också för att säkra utbytet av symmetriska nycklar för att kryptera sessionsdata. Dessa protokoll inkluderar följande:

• TLS
• HTTPS
• Secure Shell
• öppna Ganska bra Sekretess
• Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions

medan kryptering med offentlig nyckel anses vara säkrare än symmetrisk kryptering, är den också mer beräkningsintensiv. Av prestandaskäl är protokoll ofta beroende av symmetriska nyckelalgoritmer för att kryptera sessionsdata.

skillnad mellan koder och chiffer

koder och chiffer är olika sätt att kryptera ett meddelande. En kod är en metod för att ändra ett meddelande Genom att ersätta varje ord med ett annat ord som har en annan betydelse.

å andra sidan konverterar en chiffer meddelandet med sin algoritm för att omvandla data som representerar bokstäverna och orden i meddelandet. Cifrar är enklare att implementera och använda med datorer eftersom algoritmer är automatiserade och enkelt programmerade.

typer av chiffer

chiffer kan karakteriseras på olika sätt, inklusive följande:

• Block chiffer kryptera enhetligt stora block av data.
• Strömchiffer kan tillämpas på dataströmmar som ofta tas emot och skickas över ett nätverk.

chiffer kan bero på traditionella nycklar som används direkt till nyckelchiffertext eller på elliptisk kurvkryptografi (ECC). När ECC används med en 160-bitars nyckel kan den ge säkerheten för en traditionell chiffer, som den som används i RSA (Rivest-Shamir-Adleman) kryptosystem med en nyckel på 1 024 bitar i längd.

dagens krypteringsalgoritmer är utformade för att motstå attacker även när angriparen vet vilken chiffer som används. Historiskt har cifrar varit mindre säkra mot attacker eftersom de användes för att kryptera klartext för hand och lättare kunde analyseras och brytas med datorkraft.

exempel på chiffer

några välkända historiska chiffer inkluderar följande:

• Caesar. Denna chiffer tillskrivs Julius Caesar, som sägs ha använt den för att kommunicera säkert med sina generaler. Det är en enkel substitution chiffer där varje bokstav i klartext flyttas ett visst antal platser ner alfabetet. Skiftnumret som sägs användas av Caesar var tre. Substitution cifrar implementeras ofta genom att skriva ner klartext alfabetet, med chiffertext alfabetet skrivet ovanför klartext bokstäver, skiftas av antalet de kommunicerar överens om att. Ett skift på tre sätter bokstaven D ovanför klartext A, E ovanför B och så vidare. Antalet tecken skiftade anses vara en enkel form av en nyckel.
• Atbash. Denna chiffer är en substitutionschiffer där klartextalfabetet kartläggs på sig själv men i omvänd ordning. Med andra ord mappas klartextbokstaven A till chiffertext Z, B mappas till Y, C till X och så vidare. Atbash är uppkallad efter de två första och två sista bokstäverna i det hebreiska alfabetet. Det tros ha varit i bruk i hundratals år.
• enkel substitution. Den här har också använts i hundratals år. Det ersätter varje klartext tecken för en annan chiffertext tecken, vilket resulterar i vad som är effektivt en 26-tecken nyckel. Det skiljer sig från Caesar-chifferet eftersom det krypterande alfabetet är helt jumbled, snarare än att bara flytta ett enhetligt antal platser.
• Vigen Jacobre. Denna chiffer är en form av polyalfabetisk substitution, vilket betyder att den är baserad på substitution med flera substitutionsalfabet. De Vigen sackaros chiffer använder en serie sammanvävda Caesar-chiffer, baserat på bokstäverna i ett nyckelord. Den ursprungliga texten är krypterad med hjälp av vad som är känt som Vigen exceptional square eller Vigen exceptional table.
• homofon substitution. Denna substitution chiffer använder flera olika chiffertext bokstäver för att ersätta enstaka klartext bokstäver. Denna typ av chiffer är vanligtvis mycket svårare att bryta än standard substitution chiffer.

dessa historiska chiffer är fortfarande relevanta eftersom de använder olika grundläggande komponenter i moderna chiffer, såsom substitution och införlivande.

Ciphers kan gå in och ut ur mode, beroende på deras track records för styrka mot attacker, liksom upptäckten av nya attackvektorer. Lär dig mer om de första stegen för att använda chiffer säkert genom att förstå grunderna i symmetriska nyckelkrypteringsalgoritmer.