Co to jest szyfr blokowy?

Szyfr blokowy to symetryczny algorytm kryptograficzny używany do szyfrowania wrażliwych danych. Programy lub algorytmy, które faktycznie wykonują zadanie ukrywania danych, nazywane są szyframi. Szyfrowanie lub szyfrowanie danych zapewnia inne korzyści poza tajemnicą. Szyfrowanie może również zapewnić, że wiadomość nie zostanie zmieniona, a także zweryfikować tożsamość nadawcy.

Kryptografia to nauka przekształcania czytelnych niezaszyfrowanych danych, zwanych zwykłym tekstem, w dane zaszyfrowane, zwane szyfrowanym tekstem. Szyfry blokowe różnią się od innych głównych kategorii algorytmów symetrycznych, szyfrów strumieniowych, tym, że szyfrują dane w porcjach lub blokach zamiast jednego znaku na raz. Szyfr blokowy jest ogólnie uważany za bezpieczniejszy niż szyfr strumieniowy, ponieważ jest bardziej losowy, podczas gdy szyfr strumieniowy działa szybciej, gdy tekst jawny jest krótki.

Koncepcja symetrycznego szyfru blokowego wywodzi się z faktycznego procesu szyfrowania danych. Kryptografia symetryczna, zwana także kryptografią klucza prywatnego, wykorzystuje jeden klucz do szyfrowania i deszyfrowania danych. Kluczem jest, aby klucz pozostał prywatny, ponieważ każdy, kto go posiada, może odczytać każdą wysłaną wiadomość. Jest to w przeciwieństwie do kryptografii asymetrycznej, która wykorzystuje dwa klucze, zabezpieczony klucz prywatny i klucz publiczny, który jest dostępny dla wszystkich.

Wykorzystanie kryptografii sięga wielu wieków i było obecne w starożytnym Egipcie i Rzymie. Juliusz Cezar wykorzystał coś, co jest obecnie powszechnie znane jako szyfr Cezara, aby przekazać tajne wiadomości swoim generałom. Systemy kryptograficzne są ciągle atakowane, a ponieważ stare algorytmy są łamane, kryptografowie opracowują nowe programy do ukrywania wiadomości. Niektóre popularne wersje szyfrów blokowych obejmują Data Encryption Standard (DES), Advanced Encryption Standard (AES) i International Data Encryption Alrame (IDEA).

DES to dobrze znany konwencjonalny szyfr blokowy, który wykorzystuje 56-bitowy klucz symetryczny. Dane są szyfrowane w 64-bitowych blokach. Za każdym razem, gdy DES szyfruje 64-bitowy blok tekstu jawnego, przepuszcza go przez algorytm 16 razy lub rund. Z powodu krótkiego 56-bitowego klucza DES nie jest już uważany za bezpieczny dla wielu aplikacji.

AES został wybrany w październiku 2000 r. Przez National Institute of Standards and Technology (NIST) jako bezpieczniejszy zamiennik DES. AES używa trzech różnych kluczy do wykonania wielu rund szyfrowania na blokach tekstu jawnego o długości 128 bitów. Kluczowe rozmiary to 128, 192 i 256 bitów długości.

Kolejnym szyfrem blokowym jest IDEA, która jest szeroko stosowana w Europie i wykorzystuje 128-bitowy klucz do wykonania ośmiu rund szyfrowania w 64-bitowych blokach zwykłego tekstu. IDEA została stworzona w 1992 roku przez Jamesa Masseya i Xuejię Lai na podstawie umowy badawczej ze szwedzką fundacją technologiczną. Mimo że IDEA została opracowana z prywatnych dotacji, jest bezpłatna do użytku niekomercyjnego.