banjalukaforum.com

Ovo ce biti serija clanaka o kriptografiji, osnovi zastite podataka danas. Trudicu se da pokrijem sto vise toga, naravno koliko mi to vreme bude dozvoljavalo. Pa da pocnemo sa kratkim uvodom i osnovama kriptografije ...

1. Sta je to kriptografija ?

Kriptografija je nauka o zastiti podataka. Koristeci precizne matematicke modele i formule a iskoristavajuci kompjutersku moc koji danasnji racunari poseduju, ona osigurava da podaci koji su vasi ostanu vasi, ili da ih delite samo sa ljudima kojima verujete. Ovo se postize tzv. maskiranjem podataka ili enkripcijom. Suprotan proces, tj. demaskiranje se naziva dekripcija.

2. Proces enkripcije/dekripcije

Uopste gledano, 3 su vam stvari neophodne da bi ste obican tekst pretvorili u gomilu bajtova bez odredjenog logickog znacenja:

1. Izvor - tekst, binarna datoteka ili bilo sta drugo sto bi ste zeleli da sakrijete od ociju znatizeljnih (tzv. plaintext);
2. Kljuc - sifra (karakteri) ili bilo koji set bajtova pomocu kojeg cete biti u mogucnosti da kasnije enkriptovan
podatak vratite u predjasnje stanje (citljiv tekst);
3. Algoritam - set specificnih racunarskih instrukcija koji pomocu kljuca menja izvor u enkriptovan tekst (tzv. cipher);

Ukoliko sledite ove korake, kao rezultat dobijate enkriptovanju (maskiranu) datoteku, tzv. ciphertext. U obrnutom slucaju izvor postaje enkriptovana a rezultat plaintext datoteka.

Gorenavedeni proces enkripcije/dekripcije se takodje naziva i konvencionalna (osnovna) ili simetricna kriptografija. U simetricnoj kriptografiji jedan isti kljuc koristite za oba procesa - pretvaranje plaintexta u ciphertext i obrnuto.

2. Cezarov algoritam

Jedan od najstarijih i opstepoznatih simetricnih algoritama je Cezarov algoritam. Gaj Julije Cezar nije verovao svojim kuririma, te je sve svoje poruke generalima prethodno maskirao i to na sledeci nacin: Svako slovo u latinskom alfabetu je zamenio sa slovom koje se nalazi tri pozicije posle njega (substitute by three method). Tako set

ABCDEFGH

upotrebom Cezarovom algoritma postaje

DEFGHIJK

gde je A = D, B = E, C = F itd.

Po primanju poruke, general bi poznavajuci nacin zamene slova lako dobio pravu sadrzinu.

3. Asimetricna kriptografija (upotreba 2 kljuca)

Do sredine 70tih godina 20. veka, simetricna kriptografija i algoritmi poput DES-a (Data Encryption Standard, vise o algoritmima posle) su odlicno sluzili kako vladi tako i individuama u zastiti podataka. Medjutim, pojavom racunarskih mreza a kasnije i Internet-a postavilo se pitanje zastite samog kljuca, tj. kako osigurati da sagovornik primi kljuc i kako ce sagovornik biti siguran da je kljuc koji je primljen upravo vas. Imajuci u vidu delikatnu prirodu Interneta sa aspekta sigurnosti i mogucnosti koji slabi setovi protokola (poput TCP/IP-a) pruzaju zlonamerniku, slanje kljuca putem recimo e-maila nije bilo ohrabrujuce. Postalo je jasno da je za potpunu sigurnost potrebno izmisliti novi koncept koji bi omogucio kako verifikaciju tako i validaciju kljuca.
Whitfield Diffie i Martin Hellman, dvojica istrazivaca su 1975. objavili dokument u kojem objasnjavaju tzv. Asimetricnu ili Public Key kriptografiju. Koncept je sledeci:

1. Osoba A generise par kljuceva, jedan JAVNI pomocu kojeg je moguce enkriptovati plaintext i jedan TAJNI pomocu kojeg
se enkriptovan text vraca u svoj izvorni oblik.
2. Osoba A slobodno salje Osobi B svoj JAVNI kljuc, istovremeno cuvajuci TAJNI kljuc na svom racunaru.
3. Isto to radi i Osoba B, generise par i salje svoj JAVNI kljuc Osobi A.

Na ovaj nacin je osiguran siguran protok podataka izmedju Osobe A i B, jer i jedan i drugi cuvaju svoj TAJNI kljuc kod sebe i pomocu njega dekriptuju podatke. U slucaju da zlonamernik Z presretne poruku koja sadrzi JAVNI kljuc, ne postoji mogucnost nanosenja stete jer Z nikada nece moci procitati poruku bez TAJNOG kljuca. Medjutim, zlonamernik Z bi mogao lako da se predstavi kao Osoba A, generise svoj par i Osobi B posalje svoj JAVNI kljuc. Osoba B bi onda nista ne sumnjajuci poslala zlonamerniku svoj odgovarajuci kljuc i na taj nacin bi svi podaci bili kompromitovani.

nastavice se ...

_________________
erga omnes

4. Hibridni kriptosistemi

Treba imati u vidu da eksplicitna upotreba simetricne ili asimetricne kriptografije pati od izvesnih nedostataka:

Sim. kriptografija ne raspolaze nacinima da se obavi sigurna razmena kljuca i to je njena najveca mana. Na drugoj strani, asimetricna kriptografija upotrebom para kljuceva kompletno eliminise opasnost od zloupotrebe presretnutog kljuca ali je istovremeno spora (i do nekoliko stotina puta sporija) u poredjenju sa konvencionalnim nacinom enkripcije podataka.
Hibridni kriptosistemi koriste i jedan i drugi princip. Plaintekst se prvo enkriptuje upotrebom single kljuca (pre toga u nekim slucajevima je bolje izvrsiti i dodatnu kompresiju, ako se radi o velikom dokumentu), a zatim se generisani kljuc zajedno sa enkriptovanim dokumentom pakuje i ponovo enkriptuje primaocevim javnim kljucem. Proces dekripcije celog dokumenta je obrnut - primaoc prvo dekriptuje sa svojim tajnim kljucem, pronalazi spakovani single (ponekad nazvan i session kljuc, jer je generisan upotrebom Pseudo Random Number Generatora u kombinaciji sa raznim korisnikovim unosima u toku procesa generacije i njegova upotreba se ogranicava samo na tu razmenu) kljuc i koristi ga da bi dokument vratio u svoj izvorni oblik.
Primer uspesnog hibridnog kriptosistema je Phill Zimmermanov Pretty Good Privacy (PGP) paket i o njemu cemo govoriti kasnije.


5. Digitalni potpisi i hash funkcije

Da bi smo sprecili prethodno opisani scenario iz sekcije 3, potrebna nam je neka vrsta verifikacije. Tu na scenu stupaju digitalni potpisi. Upotrebom digitalnog potpisa ne samo da osiguravamo da poruka upucena Osobi B stvarno potice od Osobe A, nego i da je poruka originalna i nemenjana.
Ako zelimo da potpisemo dokument koji zelimo da posaljemo, koncept je malo drugaciji:

1. Osoba A prvo enkriptuje plaintext svojim TAJNIM kljucem (potpisuje ga);
2. Osoba A zatim dodatno enkriptuje potpisani dokument JAVNIM kljucem Osobe B;
3. Osoba B po primanju dokumenta dekriptuje primljeni dokument svojim TAJNIM kljucem;
4. Osoba B dekriptuje potpisani dokument JAVNIM kljucem Osobe A;

U sustini vrlo jednostavan pristup, jer ako je Osoba B u mogucnosti da vrati dokument u izvorni oblik dekripcijom pomocu javnog kljuca Osobe A, onda moze biti siguran da potice upravo od nje. Medjutim, i ovaj proces gotovo da udvostrucava velicinu dokumenta i izuzetno je spor u primeni.
Kako bi smo stvari ucinili jednostavnijim a u isto vreme osigurali i originalnost poruke koristicemo HASH funkcije.
HASH funkcije kao input primaju plaintext i na osnovu njega izracunavaju JEDINSTVENU vrednost u fiksnoj velicini. Vrednost koja se dobija se naziva message digest, i ako je plaintext promenjen za samo jedno slovo (karakter,bajt), digest koji je izracunat je kompletno drugaciji.
Ako gornjem procesu u koraku br. 1 dodamo i izracunavanje message digesta te ga "upakujemo" prilikom potpisa dokumenta, dobicemo generalno sigurnu transakciju.


6. Digitalni sertifikati

Sve prethodno receno je uopste gledajuci sigurno u slucaju da primaoc i posiljalac koriste ispravan set kljuceva i sa jedne i sa druge strane. Javni kljucevi se u slucaju hibridnih kriptosistema javno objavljuju na raznoraznim serverima sa namerom da se razmenjuju. Medjutim, sta se desava ako zlonamernik Z koji objavi lazni javni kljuc i posalje ga Osobi B ? Osoba B ne poseduje mehanizam provere kljuca, tj. nikada ne moze biti sigurna da je javni kljuc koji je primljen kljuc Osobe A.
U tu svrhu nam sluze digitalni sertifikati, set podataka koji nas opisuju kao licnost. Zamislite digitalni sertifikat kao ekvivalent podacima koje dobijate po rodjenju (izvod iz maticne knjige rodjenih), punoletstvu (licna karta i pasos), zaposlenju (osiguranje,ugovor o radnom odnosu) itd. Svi ovi podaci su vezani za vas kao osobu i potvrdjeni su od strane nekoga drugog (vlade,kompanije itd). Digitalni sertifikat se slicno tome sastoji od

1. Informacija vezanih za osobu (Ime,prezime,e-mail adresa,nickname itd);
2. Javnog kljuca osobe;
3. Jednog ili vise digitalnih potpisa;

Svrha digitalnih potpisa je da potvrde da je javni kljuc koji se nalazi u sertifikatu vlasnistvo osobe opisane pomocu informacija iz 1. Ali, ko je zaduzen za potpis vaseg kljuca, tj. ko je garancija da ste to upravo Vi a ne neko drugi ?
Na Internetu postoje posebne organizacije koje se nazivaju Certification Authorities (CA) i njihov zadatak je da izdaju ili potpisuju razne sertifikate. Ako ste nekada prilikom koriscenja web browsera ugledali pop-up prozor koji trazi potvrdu za instaliranje nekakvog dodatnog softvera ili komponente, primetili ste da uz poruku obicno dolazi i dodatak u kojem se navodi da je komponenta sigurna i potvrdjena od tog i tog CA-a (Macromedia Flash plug-in npr.).

nastavice se ...

_________________
erga omnes

TechX - svaka čast super tekst - sam si ga napisao ?

btw, jeste , bilo je u Svetu kompjutera
x) RSA Algoritam
Da bi se napravili ključevi potrebna su dva velika prosta broja P i Q .
Public key se računa po nekoj složenoj formuli a secret key je proizvod P i Q (ili obrnuto - nemam SK sad kod sebe )
Tad svako uz pomoć public keya može da šifrira podatke ali samo onaj ko ima secret key može da ih dešifrira .

y) PGP Algoritam
Ovo je relativno nov algoritam i on je ustvari simetrican . Koristi se asimetrican RSA kljuc a podaci se kodiraju simetricno ! Baš divno. I na kraju se dobije na performansama , a kažu da se ne izgubi na sigurnosti .

Eto nešto je pisalo o njima.

Simon Singh - The code book (kod nas prevedena kao knjiga o siframa). poslije ovoga, nista vam vise ne treba, knjiga je fantasticna.

objasnjeni su do tancina svi pomenuti sistemi kriptografije plus mnogi mnogi drugi plus svi nacini kako 'probiti' pomenute sisteme, kao i kako americka agencija za sigurnost (RSA) kontrolise sve sifre na svijetu uvodeci svoju 'standardizaciju' sigurnosnih programa.

svijetknjige: Stranica nije trenutno dostupna!?
Boki imas li knjigu baci mi na PP porukicu ...

_________________
Ivan M.

Уф, ови описи горе нису баш прецизни ...

_________________

Српска - аутопутеви | Srpska - motorways

Uvod


Kriptologija je nauka koja se bavi sakrivanjem bilo koje informacije u neprepoznatljiv oblik za sve sem onih kojima je ta informacija namjenjena. Kriptologija (cryptos – tajan , logos – nauka) se razvijala zadnjih 2000 godina , a kulminaciju je dozivjela u 2.svjetskom ratu. Prije 2000 godina mozda cak i malo vise , da bi sačuvao tajnost poruka kojima je upravljao svojim velikim carstvom , Cezar se koristio tzv. cezarovom šifrom(biće objašnjena). Pored cezarove šifre, postojale su sprave za šifrovanje – SKITALE. Vjeruje se da su SKITALE prvi put upotrebljene IX.vjeku prije nove ere. Enej Taktičar je opisao nekad kasnije , disk na čijoj se ivici nalzila 24 zareza , svaki zarez je bio po 1 slovo. Disk se koristio tako što bi se provukao konac kroz sredinu preko zareza onim redom kako su bila napisana slova u poruci. Kada bi disk dobila druga strana , prenosila su se slova uz pomoć konca i tako bi se dobijala poruka. Naravno , nije ovo jedini način šifrovane komunikacije, mnogo ranije dok su ljudi živjeli u plemenima i prvim oblicima zajednica , oni su razvijali prenos informacija tam-tam bubnjevima , vatrom i slično. Za nekog ko ne zna tumačenje tih signala to je bila poruka bez puno značenja,odnosno šifra. Zapravo KRIPTOLOGIJA se pojavila onog trenutka kad je bilo potrebno da čovjek ili grupa sakrije svoje namjere.
Razvojem tehnike uslovilo je ravijanje Kriptologije. Sprave su omogućavale da se informacija brzo šifruje i vrlo brzo prenese do druge strane koja je u ovom slučaju primalac poruke. Ipak prvim počecima razvijanja Kriptologije (konkretno njenog dijela kriptografije) možemo smatrati prvo dijelo iz te oblasti: “Rasprava o šifri” – Leon B. Alberti(1404-1472). U tom dijelu je opisano proces šifrovanja i način na koji bi se omogućilo dekriptovanje (de – uništiti , cryptos – tajnost). Tu se javlja nova nauka unutar Kriptologije – kriptoanaliza čiji je zadatak da razbije tajnost šifrovane poruke , za razliku od Kriptografije čiji je cilj da neka poruka ostane tajna za sve sem primaoca koji poznaje suprotan proces od šifrovanja – dešifrovanje. Ipak dalji razvoj Kriptologije uslovila je diplomatija i ratovi. Dalji razvoj kriptografije(podoblast Kriptologije) pomogli su matematičari i fizičari Viet, Kardan, Porta , Valis, Vitson i drugi. Svojim radom i zalaganjem oni su udarili temelje modernoj kriptografiji. Matematika je nauka koja je uslovila razvoj svega , od ekonomije do super računara. I samim tim ima udjela u Kriptologiji.Teorija informacija, teorija vjerovatnoće,teorija kompleksnosti, teorija brojeva, matematička statistika,kombinatorika, abstraktna algebra, su izvršile značajan uticaj.Ali opet ne možemo je svrstati u tu nauku jer je Kriptologija sama za sebe.
Takodje želim napomenuti da paradoksi koji postoje u matematici se izuzetno koriste u Kriptologiji. O ovome možda neki drugi put. Mi ćemo kroz knjigu koristiti od svega pomalo. Al pomalo ! (I sam autor je bio loš matematičar , sve do jednog određenog perioda,od kada se i sam popravio – počeo da uči). Zato ne bi bilo loše da vi koji ne znate čitati neke osnovne formule iz matematike naučite makar to. Kriptologijom se srećemo svaki dan – kad pozovemo neki broj putem mobilnog telefona , ili kada stavimo karticu za dekodiranje tv signala, a da toga nismo ni sami svjesni. I naravno , ponekad se pitamo … da li nas neko prisluškuje ili ne . Ček da vidim … 130 ruskih satelita , 350 američkih , par izraelskih, kineskih … ma neee ! Ma svi oni gledaju na zvijezde ! 100%
“In God we trust .All others we monitor”
NSA moto

0x00 Podjela Kriptologije


Kriptologija se može podijeliti prema vrstama informacija :

- kriptografija istražuje i definiše metode za zaštitu pisanih informacija
- kriptofonija istražuje i definiše metode za zaštitu govornih informacija
- kriptovizija istražuje i definiše metode zaštite informacija u obliku slike



Mi ćemo u daljem radu nastaviti sa kriptografijom. Ali većina metoda , uz male prepravke naravno, mogu se koristiti ili se vec koriste u ostalim dijelovima Kriptologije(kriptofonija,kriptovizija).

0x01 Pojmovi


Sve ovo što mozete pročitati , naziva se tekst, a s obzirom da svi možemo pročitati naziva se i otvoreni tekst. U daljem tekstu OT. Ako nad OT uvedemo neku funkciju y=f(x) , gdje je y nelogičan tekst koji je nekom funkcijom f(x) dobijen a x je logičan tekst, odnosno OT. Onda možemo reći da smo izvršili šifrovanje nad OT i time dobili šifrovanu zamjenu , u daljem tekstu ŠZ. Proces obrnut od šifrovanja se zove dešifrovanje. To je proces obrnut od šifrovanja. Zapravo x = f(y)-1.
Najjednostavnije prikazano:

OT: 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
ŠZ: 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 D

OT: DIVLJE LJUBICICE RASTU SAME
ŠZ: HMZPNI PNYFMGMG VEWXY WEQI

Kao što vidimo , alfabet otvorenog teksta na suprot alfabeta šifrovane zamjene je dvosmjeran, odnosno šifrovanje i dešifrovanje je simetrično. Šifrovani oblik nekog teksta zovemo i kriptogram. U daljem tekstu KT. Ovde vidimo da svaki Alf. OT ima svoju zamjenu u Alf. ŠZ.Ovo je takodje kriptografski sistem, odnosno skup funkcija koje iz jednog oblika prebacuju u drugi zovu se kriptografski sistem. Ovo se u matematici zove preslikavanje kad iz skupa A (OT) prebacujemo u skup B(ŠZ) i kada postoji obrnuto preslikavanje - f(y)-1 . To preslikavanje , ili prebacivanje , zovemo još i transformacija.
Skup A, OT, ima elemente P[i] , gdje je i oznaka tog elementa u skupu, takve da se oni preslikavaju u skup B i to A(P[i]) = B(P[i]). Njihovo preslikavanje je dvosmjerno.


Proces šifrovanja i dešifrovanja možemo nazvati legalnim postupkom , dok proces dekriptovanja nazivamo ilegalnim , jer trecća strana koja nema pristup, ili joj je spriječeno da čita poruke, pokušava svim metodama(matematičko-lingvističkim) da dodje do OT. Taj proces zovemo još i kriptoanaliza. Mada isto možemo koristiti da bismo otkrili slabosti sopstvenih kriptosistema ili neprijatelja(kompanija, vojska, obavještahne službe, diplomatija, itd). Osoba koja se bavi Kriptologijom , kriptolog.


0x02 Kriptografski sistemi

Kao što smo rekli, skup jedne ili vise funkcija (y = f(x)) sa kojima se iz OT prebacuje u ŠZ, zove se kriptografski sistem. Sada ćemo izvršiti podjelu koja se vrši prema načinu šifrovanja. Imamo tri osnovne podjele:
a) Sistem premještanja(transpozicija) elemenata
b) Sistem zamjenjivanja(supstitucija) elemenata
c) Sistem kombinacijskih šifara

Sistem premještanja(transpozicija) nije ništa drugo nego kada elemente OT po nekoj utvrdjenoj proceduri premjestimo i tako dobijemo nelogičan tekst.
OT: LAURE VISE NEMA TCK (NEK - LAURE NON'CE, San Remo 1998)
ŠZ: LEEAA VNTUI ECRSM K

Zapravo: 1 2 3 4
-----------
L A U R
E V I S
E N E M
A T C K

Sada uzmemo da čitamo odozgo prema dole prva kolona LEEA(1) pa onda AVNT(2) .. itd.
Ovo je obično premještanje gdje se koristi tablica 4x4 , i ona ne sakriva slova, već ih samo stavlja u takvom redoslijedu da oni nemaju smisla. Što znači da OT ostaje , samo se gubi logičnost rečenice.
Sistem premještanja ima:

- Obično pemještanje
- Premještanje ključem
- Premještanjem rešetkama
- Dvostruko premještanje

Sistem zamjene elemenata(supstitucija) već smo pokazali na početku ali da se posjetimo
OT: 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
ŠT: 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 D

OT: SMRT KIKIRIKIJU
ŠZ: WQVX OMOMVMOMNY

Ovde već možemo govoriti o sakrivanju elemenata OT u ŠZ. Ovde smo pokazali jedan osnovni oblik sistema zamjenjivanja. Ovde koristimo jedan alfabet da bi predstavili ŠZ i ovo se zove monoalfabetski ili šifre proste zamjene. Šifre složene zamjene(polialfabetski) karakteriše postojanje više alfabeta i ključ prema kojem se koriste ti alfabeti.

Sistem zamjenjivanja ima:

Šifre proste zamjene(monoalfabetski) Šifre složene zamjene(polialfabetske)
- Alfabetske šifre - Šifre sa sredjenim alfabetima
- Šifre rasčlanjivanja slova - Šifre sa nesredjenim alfabetima
- Bigramske, trigramske i poligramske šifre
- Kodne tablice
- Kodovi

Sistem kombinacijski šifara, nije ništa drugo nego skup šifara koje se kombinacijom prvo premještanja pa onda zamjenjivanja i tako obrazuje šifrat. Znači prvo se vrši premještanje, i to zovemo polušifrat a onda uradimo zamjenjivanje i dobijemo šifrat.

Svaki od navedenih sistema ima nedostatke i slabosti, postoje jasna ocjenjivanja u pogledu šifarskih sistema pa ćemo krenuti da se upoznamo i sa tim parametrom.


0x03 Kvalitet kriptografskog sistema


Kada imamo vise sistema koje bi smo mogli da upotrijebimo, postavlja se pitanje na šta bi trebalo da obratimo pažnju? A to su:
- Brzina rada
- Uticaj greške
- Kriptografska vrijednost

Brzina rada jeste vrijeme potrebno da bi se iz jednog oblika pretvorilo u drugi. Različiti sistemi , razlicito vrijeme. Mi ovde govorimo o kriptografiji “olovka i papir” dok se savremena kriptografija zasniva na algoritamskom vremenu i algoritamskoj notaciji.
Takodje , pomalo je smiješno pričati o brzini rada jer se uglavnom sva kriptografija bazira na računarima. Ali ipak postavlja se pitanje šta ako dodjemo u situaciju da moramo slati sa mobilnog telefona , bez prisustva programa ? Ili čak samo olovke i papira ? Zbog toga treba razmotriti brzinu rada , i ako ona ovisi o samoj osobi koja vrši transformaciju.

Uticaj greške. Ako bi smo pogriješili u slučaju premještanja onda kompletan kriptogram može biti beskorisan, dok u slučaju zamjene možemo govoriti o samo jednom slovu kriptograma.

Kriptografska vrijednost je nešto što jeste osnovna ocjena nekog kripto. sistema. Mi možemo govoriti da neki sistem ima N kombinacija i da ga to čini jačim od sistema sa N/2 kombinacija. Pravu istinu možemo utvrditi kriptoanalizom. To znači sistematskim pregledom f(x) funkcije sistema N. Ako utvrdimo slabost tog sistema , onda možemo govoriti o stvarnoj kriptografskoj vrijednosti, dok broj kombinacija se može nazvati relativna kriptografska vrijednost.Onda sama kriptoanaliza zavisi od onog koje upotrebljava odnosno njegove vještine i umijeća da razbije odredjen kriptosistem.Takodje treba napomenuti da ponekad koristimo kriptosistem koji je slab (u kriptografskom smislu) ali je veoma brz za transformaciju i prenos informacije. Pa ako treća strana i dodje do otvorenog teksta ne gubimo puno zbog toga.

Izvinjavam se na ovom dugom postu