Upload
doanhuong
View
219
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Historia kryptografii
Cezary Drak & Jakub Olczyk
Koło Naukowe Wolnego Oprogramowania”Slimak”
Uniwersytet Jagielloński
[email protected]@openmailbox.org
25 września 2015
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 1 / 1
Czym jest kryptografia?
Kryptografia
z greki kryptos – ukryty, graphein pisać, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją (pisaniem) w taki sposób, żeby treść komunikatu pozostałaukryta – zaszyfrowana. Nie stara się ukrywać tego, że komunikacja sięodbywa.
Steganografia
z greki steganos – ukryty / utajony, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją w sposób utajony podczas przesyłania innych, widocznychtreści. Stara się ukrywać fakt komunikacji.
Kryptoanaliza, steganoanaliza
Dziedziny zajmujące się łamaniem tajnych komunikatów. W przypadkukryptoanalizy odszyfrowywaniem tajnej wiadomości oraz wyszukiwaniemukrytych treści w przypadku steganoanalizy.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 2 / 1
Czym jest kryptografia?
Kryptografia
z greki kryptos – ukryty, graphein pisać, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją (pisaniem) w taki sposób, żeby treść komunikatu pozostałaukryta – zaszyfrowana. Nie stara się ukrywać tego, że komunikacja sięodbywa.
Steganografia
z greki steganos – ukryty / utajony, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją w sposób utajony podczas przesyłania innych, widocznychtreści. Stara się ukrywać fakt komunikacji.
Kryptoanaliza, steganoanaliza
Dziedziny zajmujące się łamaniem tajnych komunikatów. W przypadkukryptoanalizy odszyfrowywaniem tajnej wiadomości oraz wyszukiwaniemukrytych treści w przypadku steganoanalizy.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 2 / 1
Czym jest kryptografia?
Kryptografia
z greki kryptos – ukryty, graphein pisać, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją (pisaniem) w taki sposób, żeby treść komunikatu pozostałaukryta – zaszyfrowana. Nie stara się ukrywać tego, że komunikacja sięodbywa.
Steganografia
z greki steganos – ukryty / utajony, czyli dziedzina, która zajmuje siękomunikacją w sposób utajony podczas przesyłania innych, widocznychtreści. Stara się ukrywać fakt komunikacji.
Kryptoanaliza, steganoanaliza
Dziedziny zajmujące się łamaniem tajnych komunikatów. W przypadkukryptoanalizy odszyfrowywaniem tajnej wiadomości oraz wyszukiwaniemukrytych treści w przypadku steganoanalizy.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 2 / 1
Przykłady
Przykład (kryptografia)
szyfrogram: nzolklohpz mlx mzfpldxldtekst jawny: malopolska noc naukowcow
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 3 / 1
Przykład (steganografia)
Obrazek bez ukrytej wiadomości
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 4 / 1
Przykład (steganografia)
Obrazek z ukrytą wiadomością
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 5 / 1
Przykład (steganografia)
Obrazek pokazujący różnice pomiędzy pokazanymi wcześniej
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 6 / 1
Chronologia
1 StarożytnośćPowstanie pismaKryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczneSteganografia w starożytnej GrecjiSzyfry rzymskie
2 Średniowiecze1466 – Rewolucja Albertiego1553 – Szyfr Vigenere’a
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 7 / 1
Starożytność Powstanie pisma
Pierwsze alfabety
około 3600 lat p.n.e. : Pismo klinowe –Sumerowie, hieroglify – Egipcjanie
około 1600 lat p.n.e. : Alfabet – Fenicjanie
Alfabet jawny
Znaki za pomocą których zapisujemy wiadomość nieszyfrowaną (plaintext).
Alfabet tajny
Znaki odpowiadające alfabetowi jawnemu w tekście zaszyfrowanym.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 8 / 1
Starożytność Powstanie pisma
Pierwsze alfabety
około 3600 lat p.n.e. : Pismo klinowe –Sumerowie, hieroglify – Egipcjanie
około 1600 lat p.n.e. : Alfabet – Fenicjanie
Alfabet jawny
Znaki za pomocą których zapisujemy wiadomość nieszyfrowaną (plaintext).
Alfabet tajny
Znaki odpowiadające alfabetowi jawnemu w tekście zaszyfrowanym.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 8 / 1
Starożytność Powstanie pisma
Pierwsze alfabety
około 3600 lat p.n.e. : Pismo klinowe –Sumerowie, hieroglify – Egipcjanie
około 1600 lat p.n.e. : Alfabet – Fenicjanie
Alfabet jawny
Znaki za pomocą których zapisujemy wiadomość nieszyfrowaną (plaintext).
Alfabet tajny
Znaki odpowiadające alfabetowi jawnemu w tekście zaszyfrowanym.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 8 / 1
Starożytność Powstanie pisma
Pierwsze alfabety
około 3600 lat p.n.e. : Pismo klinowe –Sumerowie, hieroglify – Egipcjanie
około 1600 lat p.n.e. : Alfabet – Fenicjanie
Alfabet jawny
Znaki za pomocą których zapisujemy wiadomość nieszyfrowaną (plaintext).
Alfabet tajny
Znaki odpowiadające alfabetowi jawnemu w tekście zaszyfrowanym.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 8 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz – jeden z pierwszych szyfrów
600-500 lat p.n.e. : Hebrajscy uczeni używają prostych szyfrów np.Atbasz
Szyfr monoalfabetyczny
Szyfr, w którym jednej literze alfabetu tajnego odpowiada dokładnie jednalitera alfabetu jawnego.
A // // Z
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 9 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz – jeden z pierwszych szyfrów
600-500 lat p.n.e. : Hebrajscy uczeni używają prostych szyfrów np.Atbasz
Szyfr monoalfabetyczny
Szyfr, w którym jednej literze alfabetu tajnego odpowiada dokładnie jednalitera alfabetu jawnego.
A // // Z
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 9 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz. Przykład
A B C D E F G H I J K L M
Z Y X W V U T S R Q P O N
Tablica: kodowania za pomocą Atbasza
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAatbasz P I B K G L T I Z U R Z ZZZ
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 10 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz. Przykład
A B C D E F G H I J K L M
Z Y X W V U T S R Q P O N
Tablica: kodowania za pomocą Atbasza
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAA
atbasz P I B K G L T I Z U R Z ZZZ
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 10 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz. Przykład
A B C D E F G H I J K L M
Z Y X W V U T S R Q P O N
Tablica: kodowania za pomocą Atbasza
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAatbasz P I B K G L T I Z U R Z ZZZ
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 10 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz. Zadanie
Zadanie 1.
PLNKFGVIMRVYZXZ
NLQHGIBQVPQVIAB
HAXAVKZMPLRIZMB
YFPZHGIZHABNMRV
Rozwiązania
KOMPUTER NIE BACA
MOJ STRYJEK JERZY
SZCZEPAN KOI RANY
BUKA STRASZY MNIE
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 11 / 1
Starożytność Kryptografia – pierwsze szyfry monoalfabetyczne
Atbasz. Zadanie
Zadanie 1.
PLNKFGVIMRVYZXZ
NLQHGIBQVPQVIAB
HAXAVKZMPLRIZMB
YFPZHGIZHABNMRV
Rozwiązania
KOMPUTER NIE BACA
MOJ STRYJEK JERZY
SZCZEPAN KOI RANY
BUKA STRASZY MNIE
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 11 / 1
Starożytność Steganografia w starożytnej Grecji
Przykłady steganografii w starożytności
400 p. n. e. Niewolnik z tatuażem na głowie
przesłanie informacji na tabliczce do pisania (drewnianej descepokrytej woskiem) zapisanej nie w sposób tradycyjny, poprzezwykonanie liter w wosku, lecz umieszczenie przekazu bezpośrednio nadesce
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 12 / 1
Starożytność Steganografia w starożytnej Grecji
Przykłady steganografii w starożytności
400 p. n. e. Niewolnik z tatuażem na głowie
przesłanie informacji na tabliczce do pisania (drewnianej descepokrytej woskiem) zapisanej nie w sposób tradycyjny, poprzezwykonanie liter w wosku, lecz umieszczenie przekazu bezpośrednio nadesce
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 12 / 1
Starożytność Steganografia w starożytnej Grecji
Spartańska steganografia
Rysunek: Skytale
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 13 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara
Wymyślony i używany przez pierwszegocesarza Imperium Rzymskiego.
Szyfrowanie polega na przesunięciualfabetu jawnego o 3 litery w prawo.
Później został uogólniony o przesuwanieo dowolną liczbę liter w prawo.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 14 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara
Wymyślony i używany przez pierwszegocesarza Imperium Rzymskiego.
Szyfrowanie polega na przesunięciualfabetu jawnego o 3 litery w prawo.
Później został uogólniony o przesuwanieo dowolną liczbę liter w prawo.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 14 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara
Wymyślony i używany przez pierwszegocesarza Imperium Rzymskiego.
Szyfrowanie polega na przesunięciualfabetu jawnego o 3 litery w prawo.
Później został uogólniony o przesuwanieo dowolną liczbę liter w prawo.
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 14 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara. Przykład
A B C D E F G H I J K ... P Q R ... Y Z
D E F G H I J K L M N ... S T U ... B C
Tablica: kodowania szyfrem Cezara z przesunięciem o 3
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAcezar N U B S W R J U D I L D DDD
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 15 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara. Przykład
A B C D E F G H I J K ... P Q R ... Y Z
D E F G H I J K L M N ... S T U ... B C
Tablica: kodowania szyfrem Cezara z przesunięciem o 3
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAA
cezar N U B S W R J U D I L D DDD
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 15 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara. Przykład
A B C D E F G H I J K ... P Q R ... Y Z
D E F G H I J K L M N ... S T U ... B C
Tablica: kodowania szyfrem Cezara z przesunięciem o 3
Przykład szyfrowania
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAcezar N U B S W R J U D I L D DDD
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 15 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara. Zadanie
Zadanie 2.
GGG PARKQVUJGPQOPK
JJJ YAXBCBINIMJWTX
NNN XEBJNFCBQYJBJN
RRR DRDGZVTIFNVIFN
Rozwiązania
6 JULEK PODAJ KIJE
9 PROSTSZE ZDANKO
13 KROWA SPOD LWOWA
17 MAM PIEC ROWEROW
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 16 / 1
Starożytność Szyfry rzymskie
Szyfr Cezara. Zadanie
Zadanie 2.
GGG PARKQVUJGPQOPK
JJJ YAXBCBINIMJWTX
NNN XEBJNFCBQYJBJN
RRR DRDGZVTIFNVIFN
Rozwiązania
6 JULEK PODAJ KIJE
9 PROSTSZE ZDANKO
13 KROWA SPOD LWOWA
17 MAM PIEC ROWEROW
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 16 / 1
Średniowiecze 1466 – Rewolucja Albertiego
Szyfr Albertiego – pierwszy szyfr polialfabetyczny
Szyfr polialfabetyczny
Szyfr w którym jednej literze z alfabetu jawnegoodpowiada, wiele liter z alfabetów tajnych.
A
�� �� ''B C D
Rysunek: Leon BattistaAlberti
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 17 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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
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 AC 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...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
C 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...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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
...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a – szyfr polialfabetyczny
Szyfr ten błędnie został przypisany twórcy bardziej skomplikowanegoszyfru Blaise’owi de Vigenere.
Po raz pierwszy został opisany przez Giovana Batista Belaso w 1553
Do szyfrowania korzysta się z 26 alfabetów tajnych, którekonstruowane są w podany niżej sposób.
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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...
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 18 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a. Przykład
Tabela Vigenere’a
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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
Przykład szyfrowania z kluczem ’ABC’
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAklucz A B C A B C A B C A B C ABC
szyfr K S A P U Q G S C F J C ABC
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 19 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a. Przykład
Tabela Vigenere’a
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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
Przykład szyfrowania z kluczem ’ABC’
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAklucz A B C A B C A B C A B C ABC
szyfr K S A P U Q G S C F J C ABC
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 19 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a. Przykład
Tabela Vigenere’a
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 ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC 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
Przykład szyfrowania z kluczem ’ABC’
jawny K R Y P T O G R A F I A AAAklucz A B C A B C A B C A B C ABC
szyfr K S A P U Q G S C F J C ABC
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 19 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a. Zadanie
Zadanie 2.
RAKRE KEH CKSYXBHALOGEN
ECIZGI ZP ZOSPQRPOGANIN
WONAY YOSNV TQIYINWAZJA
LAXGC UGKA YGSEWBAGNETY
Rozwiązania
KAZDY GRA CZESTO
POCZTA MA LISCIE
OBRAZ POKAZ TRZY
KARTY BIJA STOLY
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 20 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Szyfr Vigenere’a. Zadanie
Zadanie 2.
RAKRE KEH CKSYXBHALOGEN
ECIZGI ZP ZOSPQRPOGANIN
WONAY YOSNV TQIYINWAZJA
LAXGC UGKA YGSEWBAGNETY
Rozwiązania
KAZDY GRA CZESTO
POCZTA MA LISCIE
OBRAZ POKAZ TRZY
KARTY BIJA STOLY
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 20 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Źródła
Marcin Karbowski (2007)
Podstawy kryptografii. Wydanie II
Wydawnictwo Helion.
http://www.futureboy.us/stegano/encinput.html
http://simonsingh.net/The Black Chamber/caesar.html
Wikipedia - Oś czasu kryptografii
https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline of cryptography
Wikipedia - Artykuł o historii kryptografii
https://en.wikipedia.org/wiki/History of cryptography
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 21 / 1
Średniowiecze 1553 – Szyfr Vigenere’a
Dziękujemy za uwagę
Cezary Drak & Jakub Olczyk (Slimak) Historia kryptografii 25 września 2015 22 / 1