kriptografi - Cryptography
Kriptografi veya kriptoloji ( Eski Yunanca : κρυπτός , romanlaştırılmış : kryptós "gizli, gizli" ve γράφειν graphein , "yazmak" veya -λογία -logia , "çalışma", sırasıyla), aşağıdakiler için tekniklerin uygulanması ve incelenmesidir. düşmanca davranışların varlığında güvenli iletişim . Daha genel olarak kriptografi, üçüncü şahısların veya halkın özel mesajları okumasını engelleyen protokoller oluşturmak ve analiz etmekle ilgilidir ; veri gizliliği , veri bütünlüğü , kimlik doğrulama ve reddedilmeme gibi bilgi güvenliğinin çeşitli yönleri, modern kriptografinin merkezinde yer alır. Modern kriptografi, matematik , bilgisayar bilimi , elektrik mühendisliği , iletişim bilimi ve fizik disiplinlerinin kesişim noktasında bulunmaktadır . Kriptografi uygulamaları arasında elektronik ticaret , çip tabanlı ödeme kartları , dijital para birimleri , bilgisayar şifreleri ve askeri iletişim yer alır .
Modern çağdan önce kriptografi , bilgiyi okunabilir bir durumdan anlaşılmaz bir saçmalığa dönüştürerek , şifreleme ile fiilen eş anlamlıydı . Şifreli bir mesajın göndericisi, şifre çözme tekniğini yalnızca hedeflenen alıcılarla, düşmanlardan erişimi engellemek için paylaşır. Kriptografi literatürü genellikle gönderici için Alice ("A"), hedeflenen alıcı için Bob ("B") ve düşman için Eve (" dinleyen ") adlarını kullanır . Geliştirilmesi yana rotor şifreleme makinelerinde de I. Dünya Savaşı ve gelişiyle bilgisayarlar içinde Dünya Savaşı , şifreleme yöntemleri giderek daha karmaşık hale gelmiştir ve uygulamaları daha değişiyordu.
Modern kriptografi ağırlıklı olarak matematik teorisine ve bilgisayar bilimi uygulamalarına dayanmaktadır; Kriptografik algoritmalar , hesaplamalı sertlik varsayımları etrafında tasarlandığından , bu tür algoritmaların gerçek uygulamada herhangi bir rakip tarafından kırılmasını zorlaştırır. İyi tasarlanmış bir sisteme girmek teorik olarak mümkün olsa da, fiili uygulamada bunu yapmak mümkün değildir. Bu tür şemalar, eğer iyi tasarlanmışlarsa, bu nedenle "hesaplamalı olarak güvenli" olarak adlandırılırlar; teorik ilerlemeler, örneğin tamsayı çarpanlarına ayırma algoritmalarındaki gelişmeler ve daha hızlı bilgi işlem teknolojisi, bu tasarımların sürekli olarak yeniden değerlendirilmesini ve gerekirse uyarlanmasını gerektirir. Orada mevcut bilgi-teorik güvenli gibi kanıtlanabilir hatta sınırsız hesaplama gücüne sahip kırılamaz düzenleri, tek seferlik pad , ancak bu şemalar çok daha zor iyi teorik olarak kırılabilir ama hesaplama güvenli düzenleri daha pratikte kullanmaktır.
Kriptografik teknolojinin büyümesi, bilgi çağında bir dizi yasal sorunu gündeme getirdi. Kriptografinin casusluk ve ayaklanma için bir araç olarak kullanılma potansiyeli, birçok hükümetin onu bir silah olarak sınıflandırmasına ve kullanımını ve ihracatını sınırlandırmasına ve hatta yasaklamasına neden oldu. Kriptografi kullanımının yasal olduğu bazı yargı bölgelerinde, yasalar, araştırmacıların bir soruşturmayla ilgili belgeler için şifreleme anahtarlarını ifşa etmeye zorlamalarına izin verir . Kriptografi ayrıca dijital haklar yönetimi ve dijital medyayla ilgili telif hakkı ihlali anlaşmazlıklarında da önemli bir rol oynamaktadır .
terminoloji
Modern zamanlarda kadar, şifreleme için neredeyse sadece anılacaktır şifreleme sıradan bilgisi (denilen dönüştürme işlemidir olan düz metin anlaşılmaz biçimde (denilen içine) şifreli ). Şifre çözme bunun tersidir, başka bir deyişle, anlaşılmaz şifreli metinden düz metne geri döner. Bir şifre (veya şifre ), şifrelemeyi ve ters şifre çözmeyi gerçekleştiren bir çift algoritmadır. Bir şifrenin ayrıntılı çalışması hem algoritma hem de her durumda bir " anahtar " tarafından kontrol edilir . Anahtar, şifreli metnin şifresini çözmek için gerekli olan bir sırdır (ideal olarak sadece iletişimciler tarafından bilinir), genellikle bir karakter dizisidir (ideal olarak kısadır, böylece kullanıcı tarafından hatırlanabilir). Resmi matematiksel terimlerle, bir " kriptosistem ", sonlu olası düz metinlerin, sonlu olası şifreli metinlerin, sonlu olası anahtarların ve her bir anahtara karşılık gelen şifreleme ve şifre çözme algoritmalarının sıralı listesidir. Anahtarlar hem biçimsel hem de fiili uygulamada önemlidir, çünkü değişken anahtarları olmayan şifreler, yalnızca kullanılan şifrenin bilgisi ile önemsiz bir şekilde kırılabilir ve bu nedenle çoğu amaç için işe yaramaz (hatta ters-üretken).
Tarihsel olarak, şifreler genellikle kimlik doğrulama veya bütünlük kontrolleri gibi ek prosedürler olmaksızın doğrudan şifreleme veya şifre çözme için kullanıldı . Genellikle iki tür kriptosistem vardır: simetrik ve asimetrik . 1970'lere kadar bilinen tek simetrik sistemlerde, bir mesajı şifrelemek ve şifresini çözmek için aynı anahtar (gizli anahtar) kullanılır. Simetrik sistemlerde veri işleme, genellikle daha kısa anahtar uzunlukları kullandıkları için kısmen asimetrik sistemlerden daha hızlıdır. Asimetrik sistemler, bir mesajı şifrelemek için bir "genel anahtar" ve şifresini çözmek için ilgili bir "özel anahtar" kullanır. Asimetrik sistemlerin kullanılması, büyük ölçüde iki anahtar arasındaki ilişkinin keşfedilmesi çok zor olduğu için, iletişim güvenliğini arttırır. Asimetrik sistem örnekleri arasında RSA ( Rivest–Shamir–Adleman ) ve ECC ( Eliptic Curve Cryptography ) bulunur. Kaliteli simetrik algoritmalar , eski DES'in ( Veri Şifreleme Standardı ) yerini alan yaygın olarak kullanılan AES'yi ( Gelişmiş Şifreleme Standardı ) içerir . Çok yüksek kaliteli olmayan simetrik algoritmalar, Pig Latin veya diğer cant gibi çeşitli çocukların dil karışıklık şemalarını ve gerçekten de etkili bir şekilde , 20. yüzyılın başlarında tek seferlik pedin icadından önce herhangi bir kaynaktan, ciddi bir şekilde amaçlanan tüm şifreleme şemalarını içerir. .
İçinde konuşma kullanım şekliyle " kod " çoğu zaman şifreleme veya anlam gizlenmesi herhangi bir yöntem anlamında kullanılmaktadır. Bununla birlikte, kriptografide kodun daha özel bir anlamı vardır: bir düz metin biriminin (yani anlamlı bir kelime veya deyim) bir kod kelimesiyle değiştirilmesi (örneğin, "valabi", "şafakta saldırı"nın yerini alır). Buna karşılık, bir şifre, bir şifreli metin oluşturmak için böyle bir seviyenin altındaki bir öğeyi (bir harf veya bir hece veya bir çift harf veya ...) değiştirme veya ikame etme şemasıdır.
Kriptanaliz , normalde bunu yapmak için gereken anahtara erişim olmaksızın şifrelenmiş bilgilerin anlamını elde etmeye yönelik yöntemlerin incelenmesi için kullanılan terimdir; yani, şifreleme algoritmalarının veya uygulamalarının nasıl "kırılacağının" incelenmesidir.
Bazıları İngilizce'de kriptografi ve kriptoloji terimlerini birbirinin yerine kullanabilirken, diğerleri (genel olarak ABD askeri uygulamaları dahil) kriptografiyi , kriptografi ve kriptoanalizin birleşik çalışmasına atıfta bulunmak için özellikle kriptografik tekniklerin ve kriptolojinin kullanımına ve uygulamasına atıfta bulunmak için kullanır . İngilizce, kriptolojinin (kriptologlar tarafından yapılan) her zaman yukarıdaki ikinci anlamda kullanıldığı diğer birçok dilden daha esnektir . RFC 2828 , steganografinin bazen kriptolojiye dahil edilmesini önerir .
Kriptografi veya kriptolojide bazı uygulamaları olan dillerin özelliklerinin (ör. frekans verileri, harf kombinasyonları, evrensel kalıplar, vb.) çalışmasına kriptodilbilim denir .
Kriptografi ve kriptoanalizin tarihi
Modern çağdan önce, kriptografi mesaj gizliliğine (yani şifreleme) odaklanıyordu - mesajların anlaşılır bir biçimden anlaşılmaz bir biçime dönüştürülmesi ve diğer uçta tekrar geri alınması, gizli bilgiye sahip olmayan (yani ihtiyaç duyulan anahtar) müdahaleciler veya dinleyiciler tarafından okunamaz hale getirilmesi. bu mesajın şifresini çözmek için). Şifreleme sağlamak girişiminde gizlilik içinde iletişim oluşanlar gibi, casuslar , askeri liderler ve diplomatlar . Son yıllarda, alan, gizlilik endişelerinin ötesine geçerek , diğerlerinin yanı sıra mesaj bütünlüğü kontrolü, gönderen/alıcı kimlik doğrulaması , dijital imzalar , etkileşimli kanıtlar ve güvenli hesaplama tekniklerini içerecek şekilde genişledi .
Klasik şifreleme
Başlıca klasik şifre türleri, bir mesajdaki harflerin sırasını yeniden düzenleyen aktarma şifreleri (örneğin, 'merhaba dünya', önemsiz derecede basit bir yeniden düzenleme şemasında 'ehlol owrdl' olur) ve harf veya harf gruplarını sistematik olarak değiştiren ikame şifreleridir . diğer harflerle veya harf gruplarıyla (örneğin, 'fly at kerede', Latin alfabesinde her harfin bir sonraki harfle değiştirilmesiyle 'gmz bu podf' olur ). Her ikisinin de basit versiyonları, girişimci rakiplerinden hiçbir zaman fazla gizlilik sunmamıştır. Erken bir ikame şifresi, düz metindeki her harfin, alfabenin daha aşağısındaki bazı sabit sayıdaki bir harfle değiştirildiği Sezar şifresiydi . Suetonius , Julius Caesar'ın generalleriyle iletişim kurmak için üç vardiya ile kullandığını bildiriyor . Atbash , erken bir İbranice şifre örneğidir. Kriptografinin bilinen en eski kullanımı, Mısır'da taş üzerine oyulmuş bazı şifreli metinlerdir (yaklaşık MÖ 1900), ancak bu, bilgiyi gizlemenin bir yolu olmaktan ziyade okuryazar gözlemcileri eğlendirmek için yapılmış olabilir.
Klasik kez Yunanlılar şifrelerin bilinen söyleniyor (örneğin scytale aktarılması şifre kullandığı bulunduğunu iddia eden Spartan askeri). Steganografi (yani bir mesajın varlığını bile gizli tutmak için gizleme) de ilk olarak eski zamanlarda geliştirilmiştir. Herodot'tan erken bir örnek, bir kölenin traş edilmiş kafasına dövülmüş ve yeniden uzayan saçların altına gizlenmiş bir mesajdı. Steganografinin daha modern örnekleri, bilgileri gizlemek için görünmez mürekkep , mikro noktalar ve dijital filigranların kullanımını içerir .
Hindistan'da, 2000 yaşındaki Vātsyāyana'lı Kamasutra , Kautiliyam ve Mulavediya adlı iki farklı şifre türünden bahseder. Kautiliyam'da, şifreli harf ikameleri, ünlülerin ünsüz hale gelmesi gibi fonetik ilişkilere dayanır. Mulavediya'da şifre alfabesi harflerin eşleştirilmesinden ve karşılıklı olanların kullanılmasından oluşur.
In Sasani Pers , orada Müslüman yazara göre, iki gizli komut vardı İbnü'l-Nadim : Sah-dabīrīya (kelimenin tam anlamıyla "Kral'ın senaryo") resmi yazışmalar için kullanıldı ve Raz-SAHARIYA gizli mesajları iletişim kurmak için kullanıldı diğer ülkelerle.
David Kahn , The Codebreakers'da modern kriptolojinin , kriptanalitik yöntemleri sistematik olarak belgeleyen ilk insanlar olan Araplar arasında ortaya çıktığını belirtiyor . Al-Khalil (717–786) , sesli ve sesli tüm olası Arapça kelimeleri listelemek için ilk permütasyon ve kombinasyon kullanımını içeren Şifreli Mesajlar Kitabı'nı yazdı .
Klasik bir şifre (ve bazı modern şifreler) tarafından üretilen şifreli metinler, düz metin hakkında istatistiksel bilgileri ortaya çıkaracaktır ve bu bilgiler genellikle şifreyi kırmak için kullanılabilir. Muhtemelen 9. yüzyılda Arap matematikçi ve bilgin Al-Kindi ( Alkindus olarak da bilinir ) tarafından frekans analizinin keşfinden sonra, bu tür şifrelerin neredeyse tamamı bilgili bir saldırgan tarafından kırılabilirdi. Bu tür klasik şifreler, çoğunlukla bulmaca olarak olsa da, bugün hala popülerliğin tadını çıkarıyor (bkz. kriptogram ). Al-Kindi , frekans analizi kriptanaliz tekniklerinin bilinen ilk kullanımını açıklayan Risalah fi Istikhraj al-Mu'amma ( Kriptografik Mesajların Deşifre Edilmesi için El Yazması) başlıklı kriptografi üzerine bir kitap yazdı .
Dil harf frekansları , frekans dağılımını düzleştirme eğiliminde olan homofonik şifre gibi bazı genişletilmiş tarihsel şifreleme teknikleri için çok az yardım sunabilir . Bu şifreler için dil harf grubu (veya n-gram) frekansları bir saldırı sağlayabilir.
Esasen tüm şifreler , Al-Kindi tarafından zaten bilindiğine dair bazı göstergeler olsa da , en açık şekilde 1467 yılı civarında Leon Battista Alberti tarafından polialfabetik şifrenin geliştirilmesine kadar frekans analizi tekniği kullanılarak kriptanalize karşı savunmasız kaldı . Alberti'nin yeniliği, bir mesajın çeşitli bölümleri için (belki de sınırdaki her ardışık düz metin harfi için) farklı şifreler (yani ikame alfabeleri) kullanmaktı. Ayrıca, muhtemelen ilk otomatik şifreleme cihazı olan, buluşunun kısmen gerçekleştirilmesini sağlayan bir çarkı icat etti. In Vigenere Şifreleme , bir polyalphabetic şifre , şifreleme bir kullanır anahtar kelime kontrolleri mektup ikame anahtar kelimenin harf kullanıldığı bağlı. 19. yüzyılın ortalarında Charles Babbage , Vigenère şifresinin Kasiski incelemesine karşı savunmasız olduğunu gösterdi , ancak bu ilk olarak yaklaşık on yıl sonra Friedrich Kasiski tarafından yayınlandı .
Frekans analizi, birçok şifreye karşı güçlü ve genel bir teknik olabilse de, şifreleme, çoğu olası kriptanalist teknikten habersiz olduğundan, pratikte hala etkili olmuştur. Bir mesajı frekans analizi kullanmadan kırmak, esasen kullanılan şifre ve belki de ilgili anahtar hakkında bilgi gerektiriyordu, böylece casusluk, rüşvet, hırsızlık, iltica vb. Nihayet 19. yüzyılda, bir şifre algoritmasının gizliliğinin, mesaj güvenliğinin mantıklı veya pratik bir güvencesi olmadığı açıkça kabul edildi; aslında, rakip, şifreleme algoritmasının kendisini tam olarak anlasa bile, yeterli herhangi bir şifreleme şemasının (şifreler dahil) güvenli kalması gerektiği de fark edildi. İyi bir şifrenin bir saldırı altında gizliliği koruması için kullanılan anahtarın güvenliği tek başına yeterli olmalıdır. Bu temel ilke ilk olarak 1883'te Auguste Kerckhoffs tarafından açıkça ifade edilmiştir ve genellikle Kerckhoffs Prensibi olarak adlandırılır ; alternatif ve daha açıkçası, tarafından yeniden dile getirildiğini Claude Shannon , mucidi bilgi teorisi olarak ve teorik şifrelemenin temelleri, Shannon Maxim -'the düşman sistemini' bilir.
Şifrelere yardımcı olmak için farklı fiziksel cihazlar ve yardımcılar kullanılmıştır. En eskilerden biri , Spartalılar tarafından bir transpozisyon şifresi için bir yardım olarak kullanıldığı varsayılan bir çubuk olan antik Yunanistan'ın scytale'si olabilir . Ortaçağda, bir tür steganografi için de kullanılan şifre ızgarası gibi başka yardımcılar icat edildi . Polyalphabetic şifrelerin buluş, Alberti kendi gibi daha sofistike yardımları geldi ile şifre diske , Johannes Trithemius ' tabula recta düzeni ve Thomas Jefferson ' ın tekerlek cypher (değil genel olarak bilinen ve bağımsız yeniden keşfetti Bazeries 1900 civarında). Birçok mekanik şifreleme / şifre çözme cihazları 20. yüzyılın başlarında icat edildi, ve onları arasında birkaç, patentli makineleri rotor -famously dahil Enigma makinası 1920'lerin sonunda gelen ve sırasında Alman hükümeti ve ordu tarafından kullanılan İkinci Dünya Savaşı . Bu makine tasarımlarının daha kaliteli örnekleriyle uygulanan şifreler, Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra kriptanalitik zorlukta önemli bir artışa neden oldu.
bilgisayar çağı
20. yüzyılın başlarından önce, kriptografi esas olarak dilbilimsel ve sözlükbilimsel kalıplarla ilgiliydi . O zamandan beri vurgu değişti ve kriptografi artık bilgi teorisi , hesaplama karmaşıklığı , istatistik , kombinatorik , soyut cebir , sayı teorisi ve genel olarak sonlu matematiğin yönleri dahil olmak üzere matematiği kapsamlı bir şekilde kullanıyor . Kriptografi aynı zamanda bir mühendislik dalıdır , ancak aktif, zeki ve kötü niyetli muhalefetle uğraştığı için sıra dışıdır; diğer mühendislik türleri (örneğin, inşaat veya kimya mühendisliği) yalnızca nötr doğal güçlerle ilgilenmelidir. Ayrıca kriptografik problemler ve kuantum fiziği arasındaki ilişkiyi inceleyen aktif araştırmalar da bulunmaktadır .
Dijital bilgisayarların ve elektroniğin gelişmesi kriptanalize yardımcı olduğu gibi, çok daha karmaşık şifreleri mümkün kıldı. Ayrıca bilgisayarlar, yalnızca yazılı dil metinlerini şifreleyen klasik şifrelerin aksine, herhangi bir ikili formatta gösterilebilen her türlü verinin şifrelenmesine izin verdi; bu yeni ve önemliydi. Böylece bilgisayar kullanımı, hem şifre tasarımı hem de kriptanaliz için dilsel kriptografinin yerini almıştır. Çoğu bilgisayar şifresi, genellikle geleneksel karakterleri (yani, harfler ve rakamlar) doğrudan işleyen klasik ve mekanik şemaların aksine , ikili bit dizileri (bazen gruplar veya bloklar halinde) üzerinde çalışmalarıyla karakterize edilebilir. Ancak bilgisayarlar, artan şifre karmaşıklığını bir dereceye kadar telafi eden kriptanalize de yardımcı oldu. Bununla birlikte, iyi modern şifreler kriptanalizin önünde kaldı; Tipik olarak, kaliteli bir şifrenin kullanımı çok verimlidir (yani, hızlıdır ve bellek veya CPU kapasitesi gibi birkaç kaynak gerektirir), ancak onu kırmak için gerekenden çok daha büyük ve çok daha büyük bir çaba gerektirir. herhangi bir klasik şifre, kriptanalizi o kadar verimsiz ve pratik bir şekilde imkansız hale getirir ki.
Modern kriptografinin ortaya çıkışı
Yeni mekanik cihazların kripto analizinin hem zor hem de zahmetli olduğu kanıtlandı. Birleşik Krallık'ta, İkinci Dünya Savaşı sırasında Bletchley Park'taki kriptanalitik çabalar, tekrarlayan görevleri yerine getirmek için daha verimli araçların geliştirilmesini teşvik etti. Bu , Alman Ordusu'nun Lorenz SZ40/42 makinesi tarafından üretilen şifrelerin çözülmesine yardımcı olan , dünyanın ilk tamamen elektronik, dijital, programlanabilir bilgisayarı olan Colossus'un geliştirilmesiyle sonuçlandı .
Kriptografiye yönelik kapsamlı açık akademik araştırmalar nispeten yenidir; sadece 1970'lerin ortalarında başladı. Son zamanlarda, IBM personeli Federal (yani ABD) Veri Şifreleme Standardı haline gelen algoritmayı tasarladı ; Whitfield Diffie ve Martin Hellman anahtar anlaşma algoritmalarını yayınladılar ; ve RSA algoritması yayımlandı Martin Gardner 'in Scientific American sütununda. O zamandan beri kriptografi iletişimde, bilgisayar ağlarında ve genel olarak bilgisayar güvenliğinde yaygın olarak kullanılan bir araç haline geldi .
Bazı modern kriptografik teknikler, yalnızca tamsayı çarpanlarına ayırma veya ayrık logaritma problemleri gibi belirli matematiksel problemler zorluysa anahtarlarını gizli tutabilir , dolayısıyla soyut matematikle derin bağlantılar vardır . Koşulsuz olarak güvenli olduğu kanıtlanmış çok az sayıda şifreleme sistemi vardır. Tek seferlik ped birdir ve öyle olduğu Claude Shannon tarafından kanıtlanmıştır. Belirli varsayımlar altında güvenli olduğu kanıtlanmış birkaç önemli algoritma vardır. Örneğin, aşırı büyük tamsayıları çarpanlara ayırmanın olanaksızlığı, RSA'nın ve diğer bazı sistemlerin güvenli olduğuna inanmanın temelidir , ancak öyle olsa bile, altta yatan matematiksel problem açık kaldığı için kırılmazlığın kanıtı kullanılamaz. Pratikte bunlar yaygın olarak kullanılır ve çoğu yetkin gözlemci tarafından pratikte kırılmaz olduğuna inanılır. RSA'ya benzer sistemler vardır, örneğin Michael O. Rabin'inki gibi, n = pq çarpanlarına ayırmanın imkansız olması koşuluyla güvenli olduğu kanıtlanabilir ; pratikte oldukça kullanılamaz. Ayrık logaritma problemi diğer bazı şifreleme sistemleri güvenli inanmak için temel oluşturur ve yine çözülebilirliği veya çözümsüzlük ayrık günlük sorununa kanıtlanabilir güvenli görecelidir, daha az pratik sistemler vardır ilişkilidir.
Kriptografik geçmişin farkında olmanın yanı sıra, kriptografik algoritma ve sistem tasarımcıları, tasarımları üzerinde çalışırken gelecekteki olası gelişmeleri de makul bir şekilde düşünmelidir. Örneğin, bilgisayar işlem gücündeki sürekli iyileştirmeler, kaba kuvvet saldırılarının kapsamını artırdı , bu nedenle anahtar uzunlukları belirlenirken gerekli anahtar uzunlukları da benzer şekilde ilerliyor. Kuantum hesaplamanın potansiyel etkileri, kuantum sonrası kriptografi geliştiren bazı kriptografik sistem tasarımcıları tarafından halihazırda değerlendirilmektedir ; bu makinelerin küçük uygulamalarının duyurulması, yalnızca spekülatif olmaktan ziyade önleyici tedbire ihtiyaç duyuyor olabilir.
Modern kriptografi
Simetrik anahtar şifreleme
Simetrik anahtar şifrelemesi, hem göndericinin hem de alıcının aynı anahtarı paylaştığı (veya daha az yaygın olarak, anahtarlarının farklı olduğu, ancak kolayca hesaplanabilir bir şekilde ilişkili olduğu) şifreleme yöntemlerini ifade eder. Bu, Haziran 1976'ya kadar herkes tarafından bilinen tek şifreleme türüydü.
Simetrik anahtar şifreleri, blok şifreler veya akış şifreleri olarak uygulanır . Bir blok şifre, bir akış şifresi tarafından kullanılan giriş formu olan bireysel karakterlerin aksine, girişi düz metin blokları halinde şifreler.
Veri Şifreleme Standardı (DES) ve Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) tayin edilmiş blok şifreleme tasarımları şifreleme standartlarını (AES benimsenmesinin ardından DES'ın tanımı nihayet geri çekildi gerçi) ABD hükümeti tarafından. Resmi bir standart olarak kullanımdan kaldırılmasına rağmen, DES (özellikle hala onaylanmış ve çok daha güvenli üçlü DES varyantı) oldukça popüler olmaya devam ediyor; ATM şifrelemesinden e-posta gizliliğine ve güvenli uzaktan erişime kadar çok çeşitli uygulamalarda kullanılır . Diğer birçok blok şifresi, kalitede önemli farklılıklar ile tasarlanmış ve piyasaya sürülmüştür. Birçoğu, hatta bazıları yetenekli uygulayıcılar tarafından tasarlanmış, FEAL gibi tamamen kırılmıştır .
Akış şifreleri, 'blok' tipinin aksine, bir kerelik pad gibi, bit-bit düz metin veya karakter-karakter ile birleştirilen, keyfi olarak uzun bir anahtar materyal akışı oluşturur . Bir akış şifresinde, çıkış akışı, şifre çalışırken değişen gizli bir dahili duruma dayalı olarak oluşturulur. Bu dahili durum, başlangıçta gizli anahtar malzemesi kullanılarak kurulur. RC4 , yaygın olarak kullanılan bir akış şifresidir. Blok şifreler, bir anahtar akışının blokları üretilerek ( sözde rastgele sayı üreteci yerine ) ve anahtar akışının her biti ile düz metnin her bitine bir XOR işlemi uygulayarak akış şifreleri olarak kullanılabilir .
Mesaj doğrulama kodları (MAC'ler), alındıktan sonra özet değerinin kimliğini doğrulamak için gizli bir anahtarın kullanılabilmesi dışında, kriptografik özet işlevlerine çok benzer; bu ek komplikasyon , çıplak özet algoritmalarına karşı bir saldırı planını engeller ve bu nedenle çabaya değer olduğu düşünülmüştür. Kriptografik hash fonksiyonları , kriptografik algoritmanın üçüncü tipidir. Girdi olarak herhangi bir uzunlukta bir mesaj alırlar ve (örneğin) bir dijital imzada kullanılabilen kısa, sabit uzunlukta bir hash çıkarırlar. İyi hash fonksiyonları için, bir saldırgan aynı hash üreten iki mesajı bulamaz. MD4 , artık bozuk olan uzun süredir kullanılan bir karma işlevidir; MD4'ün güçlendirilmiş bir çeşidi olan MD5 de yaygın olarak kullanılmaktadır ancak pratikte bozulmaktadır. ABD Ulusal Güvenlik Ajansı , MD5 benzeri karma işlevlerin Güvenli Karma Algoritması serisini geliştirdi: SHA-0, kurumun geri çektiği kusurlu bir algoritmaydı; SHA-1 , yaygın olarak dağıtılır ve MD5'ten daha güvenlidir, ancak kriptanalistler buna yönelik saldırıları tespit etmiştir; SHA-2 ailesi SHA-1'e artırır, ancak 2011'den itibaren çatışmalara karşı savunmasız olduğu; ve ABD standartlar otoritesi, " NIST'in genel karma algoritma araç setinin sağlamlığını önemli ölçüde artırmak" için yeni bir standart geliştirmenin güvenlik açısından "ihtiyatlı" olduğunu düşündü . Bu nedenle, bir karma fonksiyon tasarım yarışması , 2012 yılına kadar SHA-3 olarak adlandırılacak yeni bir ABD ulusal standardı seçmeyi amaçlıyordu . Yarışma , NIST'in Keccak'ın yeni SHA-3 karma değeri olacağını duyurduğu 2 Ekim 2012'de sona erdi. algoritma. Tersine çevrilebilen blok ve akış şifrelerinin aksine, kriptografik karma işlevleri, orijinal girdi verilerini almak için kullanılamayan karma bir çıktı üretir. Kriptografik karma işlevleri, güvenilmeyen bir kaynaktan alınan verilerin gerçekliğini doğrulamak veya bir güvenlik katmanı eklemek için kullanılır.
Mesaj doğrulama kodları (MAC'ler), alındıktan sonra özet değerinin kimliğini doğrulamak için gizli bir anahtarın kullanılabilmesi dışında, kriptografik özet işlevlerine çok benzer; bu ek komplikasyon , çıplak özet algoritmalarına karşı bir saldırı planını engeller ve bu nedenle çabaya değer olduğu düşünülmüştür.
Açık anahtarlı şifreleme
Simetrik anahtarlı şifreleme sistemleri, bir mesajın şifrelenmesi ve şifresinin çözülmesi için aynı anahtarı kullanır, ancak bir mesaj veya mesaj grubu diğerlerinden farklı bir anahtara sahip olabilir. Simetrik şifrelerin önemli bir dezavantajı, onları güvenli bir şekilde kullanmak için gerekli olan anahtar yönetimidir . Her bir farklı iletişim taraf çifti, ideal olarak, farklı bir anahtarı ve belki de değiş tokuş edilen her şifreli metin için paylaşmalıdır. Tuşların sayısı olarak artar gerekli meydanda çok hızlı, tutarlı ve sır hepsini tutmak için karmaşık kilit yönetici şemaları gerektirir ağ üye sayısının ait.
1976'da çığır açan bir makalede, Whitfield Diffie ve Martin Hellman , iki farklı ancak matematiksel olarak ilişkili anahtarın - bir genel anahtar ve bir özel anahtarın kullanıldığı açık anahtar (daha genel olarak asimetrik anahtar olarak da adlandırılır ) kriptografisi kavramını önerdiler . Bir açık anahtar sistemi, bir anahtarın ('özel anahtar') hesaplanmasının, zorunlu olarak ilişkili olmalarına rağmen, diğerinden ('ortak anahtar') hesaplama açısından mümkün olmadığı şekilde yapılandırılmıştır. Bunun yerine, her iki anahtar da birbiriyle ilişkili bir çift olarak gizlice oluşturulur. Tarihçi David Kahn , açık anahtarlı kriptografiyi "Rönesans'ta polialfabetik ikamenin ortaya çıkmasından bu yana alandaki en devrimci yeni kavram" olarak tanımladı.
Açık anahtarlı şifreleme sistemlerinde, açık anahtar serbestçe dağıtılabilirken, eşleştirilmiş özel anahtarın gizli kalması gerekir. Açık anahtarlı şifreleme sisteminde, açık anahtar şifreleme için, özel veya gizli anahtar ise şifre çözme için kullanılır. Diffie ve Hellman böyle bir sistem bulamamış olsalar da, iki tarafın gizlice anlaşmaya varmasına izin vermek için güvenli iletişimde yaygın olarak kullanılan bir çözüm olan Diffie-Hellman anahtar değişim protokolünü sunarak açık anahtarlı şifrelemenin gerçekten mümkün olduğunu gösterdiler. paylaşılan şifreleme anahtarı . X.509 tanımlamış en sık kullanılan biçimi açık anahtar sertifikaları .
Diffie ve Hellman'ın yayını, pratik bir açık anahtar şifreleme sistemi bulma konusunda yaygın akademik çabaları ateşledi. Bu yarış nihayet 1978'de Ronald Rivest , Adi Shamir ve çözümü o zamandan beri RSA algoritması olarak bilinen Len Adleman tarafından kazanıldı .
Diffie-Hellman ve RSA algoritmaları, yüksek kaliteli açık anahtarlı algoritmaların genel olarak bilinen ilk örnekleri olmasının yanı sıra, en yaygın kullanılanlar arasında yer almıştır. Diğer asimetrik anahtar algoritmaları arasında Cramer-Shoup şifreleme sistemi , ElGamal şifreleme ve çeşitli eliptik eğri teknikleri bulunur .
Bir İngiliz istihbarat örgütü olan Hükümet İletişim Merkezi ( GCHQ ) tarafından 1997'de yayınlanan bir belge , GCHQ'daki kriptografların birkaç akademik gelişme beklediğini ortaya koydu. Bildirildiğine göre, 1970 civarında, James H. Ellis asimetrik anahtar kriptografisinin ilkelerini tasarlamıştı. 1973'te Clifford Cocks , tasarım mantığı açısından RSA'ya çok benzeyen bir çözüm icat etti. 1974'te Malcolm J. Williamson'ın Diffie-Hellman anahtar değişimini geliştirdiği iddia ediliyor.
Açık anahtarlı şifreleme, dijital imza şemalarını uygulamak için de kullanılır . Dijital imza, sıradan bir imzayı andırır ; her ikisi de bir kullanıcı için üretmesi kolay, ancak başka biri için oluşturması zor olma özelliğine sahiptir . Dijital imzalar, imzalanan mesajın içeriğine kalıcı olarak da bağlanabilir; daha sonra bir belgeden diğerine 'taşınamazlar', çünkü herhangi bir girişim tespit edilebilir olacaktır. Dijital imza şemalarında, iki algoritma vardır: biri , mesajı (veya mesajın bir karmasını veya her ikisini) işlemek için gizli bir anahtarın kullanıldığı imzalama için ve diğeri , eşleşen ortak anahtarın kullanıldığı doğrulama için. imzanın geçerliliğini kontrol etmek için mesajla. RSA ve DSA , en popüler dijital imza şemalarından ikisidir. Dijital imzalar, ortak anahtar altyapılarının ve birçok ağ güvenlik şemasının (örn., SSL/TLS , birçok VPN , vb.) işleyişinin merkezinde yer alır .
Açık anahtar algoritmaları çoğunlukla sayı teorisinden gelen "zor" problemlerin hesaplama karmaşıklığına dayanır . Örneğin, RSA'nın sertliği tamsayı çarpanlarına ayırma problemi ile ilgiliyken , Diffie-Hellman ve DSA ayrık logaritma problemi ile ilgilidir. Eliptik eğri kriptografisinin güvenliği, eliptik eğrileri içeren sayısal teorik problemlere dayanmaktadır . Altta yatan sorunların zorluğu nedeniyle, çoğu açık anahtar algoritması, modüler çarpma ve üs alma gibi işlemleri içerir ; bunlar, özellikle tipik anahtar boyutlarıyla, çoğu blok şifresinde kullanılan tekniklerden hesaplama açısından çok daha pahalıdır. Sonuç olarak, açık anahtarlı şifreleme sistemleri genellikle mesajın kendisi için hızlı, yüksek kaliteli bir simetrik anahtar şifreleme algoritmasının kullanıldığı, ilgili simetrik anahtarın mesajla birlikte gönderildiği, ancak bir açık anahtar kullanılarak şifrelendiği hibrit şifreleme sistemleridir. algoritma. Benzer şekilde, bir kriptografik hash fonksiyonunun hesaplandığı ve sadece elde edilen hash'in dijital olarak imzalandığı hibrit imza şemaları sıklıkla kullanılır.
Kriptografik Hash Fonksiyonları
Kriptografik Karma İşlevleri, simetrik veya asimetrik şifreleme için verileri şifrelemek üzere belirli anahtarlar oluşturmanın ve kullanmanın yolları olan kriptografik algoritmalardır ve bu tür işlevler anahtar olarak görülebilir. Girdi olarak herhangi bir uzunlukta bir mesaj alırlar ve (örneğin) bir dijital imzada kullanılabilen kısa, sabit uzunlukta bir hash çıkarırlar. İyi hash fonksiyonları için, bir saldırgan aynı hash üreten iki mesajı bulamaz. MD4 , artık bozuk olan uzun süredir kullanılan bir karma işlevidir; MD4'ün güçlendirilmiş bir çeşidi olan MD5 de yaygın olarak kullanılmaktadır ancak pratikte bozulmaktadır. ABD Ulusal Güvenlik Ajansı , MD5 benzeri karma işlevlerin Güvenli Karma Algoritması serisini geliştirdi: SHA-0, kurumun geri çektiği kusurlu bir algoritmaydı; SHA-1 , yaygın olarak dağıtılır ve MD5'ten daha güvenlidir, ancak kriptanalistler buna yönelik saldırıları tespit etmiştir; SHA-2 ailesi SHA-1'e artırır, ancak 2011'den itibaren çatışmalara karşı savunmasız olduğu; ve ABD standartlar otoritesi, " NIST'in genel karma algoritma araç setinin sağlamlığını önemli ölçüde artırmak" için yeni bir standart geliştirmenin güvenlik açısından "ihtiyatlı" olduğunu düşündü . Bu nedenle, bir karma fonksiyon tasarım yarışması , 2012 yılına kadar SHA-3 olarak adlandırılacak yeni bir ABD ulusal standardı seçmeyi amaçlıyordu . Yarışma , NIST'in Keccak'ın yeni SHA-3 karma olacağını duyurduğu 2 Ekim 2012'de sona erdi. algoritma. Tersine çevrilebilen blok ve akış şifrelerinin aksine, kriptografik karma işlevleri, orijinal girdi verilerini almak için kullanılamayan karma bir çıktı üretir. Kriptografik karma işlevleri, güvenilmeyen bir kaynaktan alınan verilerin gerçekliğini doğrulamak veya bir güvenlik katmanı eklemek için kullanılır.
kriptoanaliz
Kriptanalizin amacı, bir kriptografik düzende bir miktar zayıflık veya güvensizlik bulmak, böylece onun yıkılmasına veya kaçmasına izin vermektir.
Her şifreleme yönteminin kırılabileceği yaygın bir yanılgıdır. Yaptığı İkinci Dünya Savaşı çalışması ile bağlantılı olarak Bell Labs , Claude Shannon kanıtladı kerelik ped şifre sağlanan kırılmaz anahtar malzeme gerçekten olan rastgele ve mesajın eşit veya daha büyük uzunlukta tüm olası saldırganların, asla yeniden, gizli tutulur . Tek seferlik ped dışında çoğu şifre , kaba kuvvet saldırısı ile yeterli hesaplama çabasıyla kırılabilir , ancak gereken çaba miktarı , şifreyi kullanmak için gereken çabayla karşılaştırıldığında, katlanarak anahtar boyutuna bağlı olabilir. . Bu gibi durumlarda, gereken çabanın (yani, Shannon'ın terimleriyle "iş faktörü") herhangi bir rakibin yeteneğinin ötesinde olduğu kanıtlanırsa, etkili güvenlik sağlanabilir. Bu, şifreyi kırmak için (zaman alan kaba kuvvet yönteminin aksine) hiçbir verimli yöntemin bulunamayacağının gösterilmesi gerektiği anlamına gelir. Bugüne kadar böyle bir kanıt bulunamadığından, tek seferlik tuş, teorik olarak kırılmaz tek şifre olmaya devam ediyor. İyi uygulanmış bir kerelik pad şifrelemesi kırılamasa da, trafik analizi hala mümkündür.
Çok çeşitli kriptanalitik saldırılar vardır ve bunlar çeşitli şekillerde sınıflandırılabilirler. Havva'nın (saldırgan) ne bildiği ve hangi yeteneklerin mevcut olduğu konusunda ortak bir ayrım yapılır. Bir de şifreli sadece saldırı Eve sadece şifreli erişebilir (iyi, modern şifreleme sistemleri şifreli sadece saldırılara karşı genellikle etkili bir bağışıklık). Bilinen bir düz metin saldırısında , Eve bir şifreli metne ve buna karşılık gelen düz metne (veya bu tür birçok çifte) erişebilir. Bir de seçilmiş-düz saldırısı , Havva şifresiz seçip karşılık gelen şifreli (belki birçok kez) öğrenebilir; Bir örnek, İkinci Dünya Savaşı sırasında İngilizler tarafından kullanılan bahçeciliktir . Bir de tercih-şifreli saldırı Eve mümkün olabilir seçmek metni elde ve bunlara karşılık gelen şifresiz öğrenirler. Sonunda bir ortadaki adam saldırısında Eve, Alice (gönderen) ve Bob (alıcı) arasına girer, trafiğe erişir ve trafiği değiştirir ve ardından alıcıya iletir. Ayrıca, genellikle ezici bir çoğunlukla, hatalar da önemlidir (genellikle ilgili protokollerden birinin tasarımında veya kullanımında ).
Simetrik anahtar şifrelerinin kriptoanalizi, tipik olarak, mükemmel bir şifreye karşı olabilecek herhangi bir saldırıdan daha verimli olan blok şifrelerine veya akış şifrelerine karşı saldırıları aramayı içerir. Örneğin, DES'e karşı basit bir kaba kuvvet saldırısı , şansın aranan anahtarın bulunmasından bile daha iyi olduğu bir noktaya ulaşmak için bilinen bir düz metin ve olası anahtarların yaklaşık yarısını deneyen 2 55 şifre çözme gerektirir . Ancak bu yeterli güvence olmayabilir; bir lineer kriptanaliz DES karşı saldırı 2 gerektirir 43 (bunlara karşılık gelen ciphertexts ile), bilinen şifresiz ve yaklaşık 2 43 DES işlemleri. Bu, kaba kuvvet saldırılarına göre önemli bir gelişmedir.
Açık anahtar algoritmaları, çeşitli problemlerin hesaplama zorluğuna dayanmaktadır. Bunlardan en meşhur zorluğu olan tamsayı çarpanlarına ait yarı asal ve hesaplama zorluğu ayrık logaritma henüz çözülebilir olduğu kanıtlanmış değildir, her ikisi de polinom zamanda sadece klasik kullanarak Turing-tam bilgisayar. Açık anahtarlı kriptanalizin çoğu, bu sorunları çözebilecek algoritmaları P'de tasarlamak veya kuantum bilgisayarlar gibi diğer teknolojileri kullanmakla ilgilidir . Örneğin , ayrık logaritmanın eliptik eğri tabanlı versiyonunu çözmek için en iyi bilinen algoritmalar, en azından eşit büyüklükteki problemler için, en iyi bilinen çarpanlara ayırma algoritmalarından çok daha fazla zaman alır. Bu nedenle, diğer şeyler eşit olmak üzere, eşdeğer bir saldırı direnci gücü elde etmek için faktoring tabanlı şifreleme teknikleri, eliptik eğri tekniklerinden daha büyük anahtarlar kullanmalıdır. Bu nedenle, eliptik eğrilere dayalı açık anahtarlı şifreleme sistemleri, 1990'ların ortalarındaki icatlarından bu yana popüler hale geldi.
Saf kriptanaliz, algoritmaların kendisindeki zayıflıkları kullanırken, kriptosistemlere yönelik diğer saldırılar, algoritmaların gerçek cihazlarda gerçek kullanımına dayanır ve yan kanal saldırıları olarak adlandırılır . Bir kriptanalist, örneğin, cihazın bir dizi düz metni şifrelemek veya bir parola veya PIN karakterindeki bir hatayı bildirmek için aldığı süreye erişime sahipse , aksi takdirde şifreyi kırmak için bir zamanlama saldırısı kullanabilir. analize dayanıklıdır. Saldırgan, değerli bilgiler elde etmek için mesajların düzenini ve uzunluğunu da inceleyebilir; bu, trafik analizi olarak bilinir ve dikkatli bir düşman için oldukça faydalı olabilir. Çok kısa anahtarlara izin vermek gibi bir şifreleme sisteminin kötü yönetimi, diğer erdemlerden bağımsız olarak herhangi bir sistemi savunmasız hale getirecektir. İnsanlara yönelik sosyal mühendislik ve diğer saldırılar (örneğin, rüşvet , haraç , şantaj , casusluk , işkence , ...) genellikle daha uygun maliyetli olduklarından ve saf kriptanalize kıyasla makul bir süre içinde gerçekleştirilebilir olduklarından kullanılır. Yüksek marj.
kriptografik ilkeller
Kriptografideki teorik çalışmaların çoğu, kriptografik ilkellerle (temel kriptografik özelliklere sahip algoritmalar) ve bunların diğer kriptografik problemlerle ilişkileriyle ilgilidir. Daha sonra bu temel ilkellerden daha karmaşık şifreleme araçları oluşturulur. Bu ilkeller , bir veya daha fazla üst düzey güvenlik özelliğini garanti eden kriptosistemler veya kriptografik protokoller adı verilen daha karmaşık araçlar geliştirmek için kullanılan temel özellikleri sağlar . Bununla birlikte, kriptografik ilkeller ve kriptosistemler arasındaki ayrımın oldukça keyfi olduğuna dikkat edin ; örneğin, RSA algoritması bazen bir şifreleme sistemi, bazen de ilkel olarak kabul edilir. Kriptografik ilkellerin tipik örnekleri, sözde rasgele işlevleri , tek yönlü işlevleri vb. içerir.
kriptosistemler
Bir veya daha fazla kriptografik ilkel, genellikle kriptografik sistem veya kriptosistem adı verilen daha karmaşık bir algoritma geliştirmek için kullanılır . Kriptosistemler (örneğin, El-Gamal şifrelemesi ), belirli güvenlik özelliklerini (örneğin, rastgele oracle modelinde seçilen düz metin saldırısı (CPA) güvenliği ) garanti ederken belirli işlevsellik (örneğin, genel anahtar şifrelemesi) sağlamak üzere tasarlanmıştır . Kriptosistemler, sistemin güvenlik özelliklerini desteklemek için temel kriptografik ilkellerin özelliklerini kullanır. İlkel ve kriptosistemler arasındaki ayrım biraz keyfi olduğundan, birkaç daha ilkel kriptosistemin birleşiminden karmaşık bir kriptosistem türetilebilir. Çoğu durumda, kriptosistemin yapısı, uzayda (örneğin, güvenli bir mesajın göndericisi ile alıcısı arasında) veya zaman içinde (örneğin, kriptografik olarak korunan yedekleme verileri) iki veya daha fazla taraf arasında ileri geri iletişimi içerir . Bu tür şifreleme sistemlerine bazen kriptografik protokoller denir .
Yaygın olarak bilinen bazı şifreleme sistemleri arasında RSA şifrelemesi , Schnorr imzası , El-Gamal şifrelemesi , PGP vb. bulunur. Daha karmaşık şifreleme sistemleri arasında elektronik nakit sistemleri, işaret şifreleme sistemleri vb. bulunur. Bazı daha 'teorik' şifreleme sistemleri , etkileşimli ispat sistemlerini içerir ( sıfır bilgi ispatları gibi). ), gizli paylaşım sistemleri vb.
Hafif şifreleme
Hafif kriptografi (LWC), kesinlikle kısıtlı bir ortam için geliştirilmiş kriptografik algoritmalarla ilgilidir. Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) büyümesi , çevre için daha uygun olan hafif algoritmaların geliştirilmesine yönelik araştırmaları hızlandırdı. Bir IoT ortamı, güç tüketimi, işlem gücü ve güvenlik konusunda katı kısıtlamalar gerektirir. Gibi Algoritmalar MEVCUT , AES ve Speck tarafından standart seti elde etmek geliştirilmiş bir çok lwc algoritmaları örnekleridir Standartlar ve Teknoloji Ulusal Enstitüsü .
Yasal sorunlar
yasaklar
Kriptografi uzun zamandır istihbarat toplama ve kolluk kuvvetlerinin ilgisini çekiyor . Gizli iletişim suç teşkil edebilir ve hatta hain olabilir . Gizliliği kolaylaştırması ve yasaklanmasında mahremiyet görevlisinin azalması nedeniyle kriptografi, sivil haklar savunucuları için de büyük ilgi görmektedir. Buna göre, özellikle ucuz bilgisayarların ortaya çıkması yüksek kaliteli kriptografiye yaygın erişimi mümkün kıldığından, kriptografiyi çevreleyen tartışmalı yasal sorunların bir geçmişi olmuştur.
Bazı ülkelerde, kriptografinin yerel kullanımı bile kısıtlanmıştır veya sınırlandırılmıştır. 1999 yılına kadar Fransa , kriptografinin yurt içinde kullanımını önemli ölçüde kısıtladı, ancak o zamandan beri bu kuralların çoğunu gevşetti. In Çin ve İran , bir lisans hala şifreleme kullanmak için gereklidir. Birçok ülkede kriptografi kullanımı konusunda sıkı kısıtlamalar vardır. Daha kısıtlayıcı olanlar arasında Beyaz Rusya , Kazakistan , Moğolistan , Pakistan , Singapur , Tunus ve Vietnam'daki yasalar bulunmaktadır .
In ABD'de , şifreleme iç kullanım için yasal olmakla kriptografi ile ilgili yasal konularda çok çatışma yaşandı. Özellikle önemli bir konu, kriptografi ve kriptografik yazılım ve donanım ihracatı olmuştur . Muhtemelen kriptanalizin II . Dünya Savaşı'ndaki önemi ve kriptografinin ulusal güvenlik için önemli olmaya devam edeceği beklentisi nedeniyle, birçok Batılı hükümet bir noktada kriptografi ihracatını sıkı bir şekilde düzenlemiştir. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra, ABD'de şifreleme teknolojisini denizaşırı ülkelere satmak veya dağıtmak yasa dışıydı; aslında, şifreleme yardımcı askeri teçhizat olarak belirlenmiş ve Amerika Birleşik Devletleri Mühimmat Listesine eklenmiştir . Gelişmesine kadar kişisel bilgisayar , asimetrik anahtar algoritmaları (yani genel anahtar teknikleri) ve internet , bu özellikle sorunlu değildi. Ancak, İnternet büyüdükçe ve bilgisayarlar daha yaygın olarak kullanılabilir hale geldikçe, yüksek kaliteli şifreleme teknikleri dünya çapında iyi bilinir hale geldi.
Kontrolleri dışa aktar
1990'larda, ABD'nin kriptografi ihracat düzenlemesine yönelik çeşitli zorluklar vardı. Sonra kaynak kodu için Philip Zimmermann 'ın Pretty Good Privacy (PGP) şifreleme programı Haziran 1991 yılında internet üzerinde kendi yolunu buldu, bir şikayet RSA Security (daha sonra RSA Data Security, Inc. denir) Zimmermann uzun bir adli soruşturma sonuçlandı ABD Gümrük Servisi ve FBI tarafından , ancak hiçbir suçlama yapılmadı. O zamanlar UC Berkeley'de yüksek lisans öğrencisi olan Daniel J. Bernstein , ABD hükümetine karşı, ifade özgürlüğü gerekçesiyle kısıtlamaların bazı yönlerine itiraz eden bir dava açtı . 1995 Bernstein - Amerika Birleşik Devletleri davası nihayetinde, 1999 yılında kriptografik algoritmalar ve sistemler için basılı kaynak kodunun Birleşik Devletler Anayasası tarafından ifade özgürlüğü olarak korunduğu kararıyla sonuçlandı .
1996'da otuz dokuz ülke , silah ihracatı ve kriptografi gibi "çift kullanımlı" teknolojilerle ilgilenen bir silah kontrol anlaşması olan Wassenaar Düzenlemesini imzaladı . Anlaşma, kısa anahtar uzunluklu (simetrik şifreleme için 56 bit, RSA için 512 bit) kriptografi kullanımının artık dışa aktarma kontrollü olmayacağını şart koşuyordu. ABD'den yapılan kriptografi ihracatı, 2000 yılındaki büyük gevşemenin bir sonucu olarak daha az katı bir şekilde düzenlenmiştir; ABD'den ihraç edilen kitlesel pazar yazılımlarında anahtar boyutları üzerinde artık çok fazla kısıtlama yoktur . ABD ihracat kısıtlamalarındaki bu gevşeme ve İnternet'e bağlı kişisel bilgisayarların çoğunda Firefox veya Internet Explorer gibi ABD kaynaklı web tarayıcıları bulunduğundan , dünya çapındaki hemen hemen her İnternet kullanıcısı tarayıcıları aracılığıyla (örneğin, Taşıma Katmanı aracılığıyla) kaliteli kriptografiye erişim potansiyeline sahiptir. Güvenlik ). Mozilla Thunderbird ve Microsoft Outlook e-posta istemci programları benzer şekilde iletmek ve TLS üzerinden e-posta almak ve şifrelenmiş e-posta gönderebilir ve alabilir edebilir S / MIME . Pek çok İnternet kullanıcısı, temel uygulama yazılımlarının bu kadar kapsamlı şifreleme sistemleri içerdiğinin farkında değildir . Bu tarayıcılar ve e-posta programları o kadar yaygın ki, amacı kriptografinin sivil kullanımını düzenlemek olan hükümetler bile, genellikle bu nitelikteki kriptografinin dağıtımını veya kullanımını kontrol etmek için fazla bir şey yapmayı pratik bulmuyor, bu nedenle bu tür yasalar yürürlükteyken bile, fiili uygulama genellikle fiilen imkansızdır.
NSA katılımı
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kriptografiyle bağlantılı bir diğer tartışmalı konu, Ulusal Güvenlik Ajansı'nın şifre geliştirme ve politikası üzerindeki etkisidir . NSA, IBM'deki gelişimi ve Ulusal Standartlar Bürosu tarafından kriptografi için olası bir Federal Standart olarak değerlendirilmesi sırasında DES'in tasarımına dahil oldu . DES, NSA ve IBM tarafından bilinen ve ancak 1980'lerin sonlarında yeniden keşfedildiğinde herkes tarafından bilinen güçlü ve genel bir kriptanalitik teknik olan diferansiyel kriptanalize dirençli olacak şekilde tasarlanmıştır . Steven Levy'ye göre IBM, diferansiyel kriptanalizi keşfetti, ancak NSA'nın talebi üzerine tekniği gizli tuttu. Teknik, ancak Biham ve Shamir'in birkaç yıl sonra yeniden keşfettiği ve duyurduğu zaman kamuya açık hale geldi. Bütün mesele, bir saldırganın gerçekte hangi kaynaklara ve bilgiye sahip olabileceğini belirlemenin zorluğunu göstermektedir.
NSA'nın katılımının bir başka örneği , Capstone kriptografi-kontrol girişiminin bir parçası olması amaçlanan bir şifreleme mikroçipi olan 1993 Clipper çip olayıydı . Clipper, kriptograflar tarafından iki nedenden dolayı geniş çapta eleştirildi. Şifre algoritması ( Skipjack olarak adlandırılır ) daha sonra sınıflandırıldı (1998'de, Clipper girişiminin sona ermesinden çok sonra, sınıflandırıldı). Gizli şifre, NSA'nın istihbarat çabalarına yardımcı olmak için şifreyi kasıtlı olarak zayıflattığı endişelerine neden oldu. Tüm girişim aynı zamanda Kerckhoffs İlkesi'ni ihlal etmesi nedeniyle eleştirildi , çünkü plan hükümet tarafından kolluk kuvvetleri tarafından kullanılmak üzere tutulan özel bir emanet anahtarı içeriyordu (yani telefon dinleme ).
Dijital haklar yönetimi
Kriptografi, telif hakkıyla korunan materyalin kullanımını teknolojik olarak kontrol etmeye yönelik bir grup teknik olan dijital haklar yönetiminin (DRM) merkezinde yer alır ve bazı telif hakkı sahiplerinin emriyle geniş çapta uygulanır ve dağıtılır. 1998'de ABD Başkanı Bill Clinton , belirli kriptanalitik tekniklerin ve teknolojinin (şimdi bilinen veya daha sonra keşfedilen) tüm üretimini, yayılmasını ve kullanımını suç sayan Dijital Binyıl Telif Hakkı Yasası'nı (DMCA) imzaladı ; özellikle, DRM teknolojik şemalarını atlatmak için kullanılabilecek olanlar. Herhangi bir kriptanalitik araştırmanın DMCA'yı ihlal ettiğine dair bir tartışma yapılabileceğinden, bunun kriptografi araştırma topluluğu üzerinde gözle görülür bir etkisi oldu. O zamandan beri, AB Telif Hakkı Direktifi'ndeki uygulama da dahil olmak üzere birçok ülke ve bölgede benzer yasalar çıkarılmıştır . Dünya Fikri Mülkiyet Örgütü üye devletleri tarafından imzalanan anlaşmalarda da benzer kısıtlamalar talep edilmektedir .
Amerika Birleşik Devletleri Adalet Bakanlığı ve FBI titizlikle olarak bazıları tarafından korkulan olmuştu olarak DMCA zorlanmaz, ama hukuk, yine de tartışmalı bir tek kalır. Saygın bir kriptografi araştırmacısı olan Niels Ferguson , DMCA kapsamında kovuşturma korkusuyla Intel güvenlik tasarımına yönelik araştırmalarının bir kısmını yayınlamayacağını açıkça belirtti . Kriptolog Bruce Schneier , DMCA'nın siber güvenliğe yönelik gerçek önlemleri engellerken satıcı kilitlenmesini teşvik ettiğini savundu . Hem Alan Cox (uzun süredir Linux çekirdeği geliştiricisi) hem de Edward Felten (ve Princeton'daki bazı öğrencileri) Yasa ile ilgili sorunlarla karşılaştı. Dmitry Sklyarov , Rusya'dan ABD ziyareti sırasında tutuklandı ve çalışmanın yasal olduğu Rusya'da yaptığı işten kaynaklanan DMCA ihlalleri iddiasıyla yargılanmak üzere beş ay hapis cezasına çarptırıldı. 2007'de, Blu-ray ve HD DVD içeriğinin karıştırılmasından sorumlu şifreleme anahtarları keşfedildi ve İnternet'te yayınlandı . Her iki durumda da, Amerika Sinema Filmleri Derneği çok sayıda DMCA yayından kaldırma bildirimi gönderdi ve bu tür bildirimlerin adil kullanım ve konuşma özgürlüğü üzerindeki algılanan etkisinin tetiklediği büyük bir İnternet tepkisi oldu .
Şifreleme anahtarlarının zorla ifşa edilmesi
Birleşik Krallık'ta, Soruşturma Yetkileri Yasası Düzenlemesi , Birleşik Krallık polisine şüphelileri dosyaların şifresini çözmeye veya şifreleme anahtarlarını koruyan şifreleri teslim etmeye zorlama yetkisi verir. Buna uymamak başlı başına bir suçtur ve mahkûmiyet halinde iki yıl hapis veya ulusal güvenliği ilgilendiren davalarda beş yıla kadar hapis cezası ile cezalandırılır. Kanun kapsamında başarılı kovuşturmalar gerçekleştirilmiştir; ilki, 2009'da 13 ay hapis cezasıyla sonuçlandı. Avustralya, Finlandiya, Fransa ve Hindistan'daki benzer zorunlu ifşa yasaları, soruşturma altındaki münferit şüphelileri bir ceza soruşturması sırasında şifreleme anahtarlarını veya parolalarını teslim etmeye zorlar.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, Amerika Birleşik Devletleri v. Fricosu federal ceza davası, bir arama emrinin bir kişiyi bir şifreleme parolasını veya parolasını açıklamaya zorlayıp zorlayamayacağını ele aldı . Electronic Frontier Foundation (EFF) bu verdiği öz suçlamadan koruma ihlali olduğunu savundu Beşinci Değişiklik . 2012 yılında mahkeme, Tüm Yazılar Yasası uyarınca davalının mahkeme için şifrelenmemiş bir sabit disk üretmesi gerektiğine karar verdi.
Birçok yargı bölgesinde, zorla ifşanın yasal statüsü belirsizliğini koruyor.
2016 FBI-Apple şifreleme anlaşmazlığı , Amerika Birleşik Devletleri'ndeki mahkemelerin, içerikleri kriptografik olarak korunan cep telefonlarının kilidini açma konusunda üreticilerin yardımını zorlama kabiliyeti ile ilgilidir.
Zorla ifşa etmeye yönelik olası bir karşı önlem olarak, bazı kriptografik yazılımlar , şifrelenmiş verilerin kullanılmayan rastgele verilerden (örneğin , güvenli bir şekilde silinmiş bir sürücününki gibi) ayırt edilemediği durumlarda makul reddedilebilirliği destekler .
Ayrıca bakınız
- Kriptografinin ana hatları – Kriptografiye genel bakış ve güncel kılavuz
- Hece ve Steganografik Tablo – İlk kriptografi tablosu olduğuna inanılan on sekizinci yüzyıl çalışması – ilk kriptografi tablosu
- Kriptografi kitaplıklarının karşılaştırılması
- Kripto Savaşları
- Kriptografi ve Güvenlik Ansiklopedisi – Technische Universiteit Eindhoven tarafından yazılan kitap
- Küresel gözetleme – Ulusal sınırlar ötesinde kitlesel gözetleme
- Ayırt edilemezlik şaşırtmacası – Kriptografik algoritma
- Bilgi teorisi – Bilgi ile ilgilenen teori
- Güçlü kriptografi
- World Wide Web Consortium 'ın Web Kriptografi API - World Wide Web Konsorsiyumu şifreleme standardı
- çarpışma saldırısı
Referanslar
daha fazla okuma
- Becket, B (1988). Kriptolojiye Giriş . Blackwell Bilimsel Yayınları. ISBN'si 978-0-632-01836-9. OCLC 16832704 . Birçok klasik şifre ve kriptografi kavramının ve "modern" DES ve RSA sistemlerinin mükemmel kapsamı.
- Bernhard Esslinger tarafından yazılan Kriptografi ve Matematik , 200 sayfa, ücretsiz açık kaynak paketi CrypTool'un bir parçası , "PDF indirme" (PDF) . 22 Temmuz 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi . Erişim tarihi: 23 Aralık 2013 .CS1 bakım: bot: orijinal URL durumu bilinmiyor ( bağlantı ). CrypTool, açık kaynak kodlu kriptografi ve kriptanaliz hakkında en yaygın e-öğrenme programıdır.
- In Code: A Mathematical Journey by Sarah Flannery (David Flannery ile birlikte). Sarah'nın, babasıyla birlikte yazdığı, açık anahtarlı kriptografi üzerine ödüllü projesinin popüler anlatımı.
- James Gannon , Sırları Çalmak, Yalan Söylemek: Casuslar ve Kod Kırıcılar Yirminci Yüzyılı Şekillendirmeye Nasıl Yardımcı Oldu , Washington, DC, Brassey's, 2001, ISBN 1-57488-367-4 .
- Oded Goldreich , Foundations of Cryptography , iki cilt halinde, Cambridge University Press, 2001 ve 2004.
- Jonathan Katz ve Yehuda Lindell tarafından Modern Kriptografiye Giriş .
- Alvin Gizli Kod tarafından Clifford B. Hicks (bazı temel şifreleme ve kriptanaliz tanıtır çocuk romanı).
- İbrahim A. Al-Kadi, "Kriptolojinin Kökenleri: Arap Katkıları", Cryptologia, cilt. 16, hayır. 2 (Nisan 1992), s. 97–126.
- Christof Paar , Jan Pelzl, Kriptografiyi Anlamak, Öğrenciler ve Uygulayıcılar için Bir Ders Kitabı . Arşivlenen de Ekim 2020 31 Wayback Makinesi Springer, 2009. (Slaytlar, çevrimiçi şifreleme dersler ve diğer bilgileri. Refakatçi web sitesinde mevcuttur) olmayan matematikçiler için pratik kriptografi için erişilebilir giriş.
- Phillip Rogaway ve Mihir Bellare tarafından Modern Kriptografiye Giriş, indirgeme tabanlı güvenlik kanıtları da dahil olmak üzere teorik kriptografiye matematiksel bir giriş. PDF indir .
- Johann-Christoph Woltag, 'Kodlanmış İletişim (Şifreleme)', Rüdiger Wolfrum (ed) Max Planck Uluslararası Kamu Hukuku Ansiklopedisi (Oxford University Press 2009).
- "Uluslararası Kamu Hukuku Max Planck Ansiklopedisi" ., kriptografi ile ilgili uluslararası hukuk konularına genel bir bakış.
- Jonathan Arbib & John Dwyer, Kriptografi için Ayrık Matematik , 1. Baskı ISBN 978-1-907934-01-8 .
- Stallings, William (Mart 2013). Kriptografi ve Ağ Güvenliği: İlkeler ve Uygulama (6. baskı). Prentice Salonu. ISBN'si 978-0-13-335469-0.
|Wikiquote'nin şunlarla ilgili alıntıları var: Kriptografi|
|Vikikitap'ta daha fazla konu var: Kriptografi|
|At Vikiversite , hakkında daha fazla ve öğretme başkalarını öğrenebilir Kriptografi at Kriptografi Bölümü|
|Wikisource , 1911 Britannica Ansiklopedisi makalesinin " Kriptografi " metnine sahiptir .|


Kriptografi ile ilgili kütüphane kaynakları|
- Vikisözlük'te kriptografinin sözlük tanımı
- İlgili Medya Kriptografi Wikimedia Commons
- Kriptografi üzerine In Our Zamanda at BBC
- Kripto Sözlüğü ve Teknik Kriptografi Sözlüğü
- NSA'nın CryptoKids'i .
- CrypTool Ekibi Tarafından Kriptolojiye Genel Bakış ve Uygulamalar ; PDF; 3,8 MB Temmuz 2008
- Raphael Pass ve Abhi Shelat'tan Kriptografi Kursu - Cornell'de ders notları şeklinde sunulmaktadır.
- Kurguda kriptografik öğelerin kullanımı hakkında daha fazla bilgi için bakınız: Dooley, John F., William ve Marilyn Ingersoll Bilgisayar Bilimleri Profesörü, Knox College (23 Ağustos 2012). "Kurguda Kriptoloji" . Arşivlenmiş orijinal 29 Temmuz 2020 tarihinde . 20 Şubat 2015 alındı .
- Kongre Kütüphanesindeki George Fabyan Koleksiyonu , on yedinci yüzyıl İngiliz edebiyatı eserlerinin ilk baskılarına, kriptografi ile ilgili yayınlara sahiptir.