Основные положения криптографии и базовые криптографические понятия

Термин «криптография» происходит от двух греческих слов: «крипто», что означает «тайный», и «графос», что означает «писать», т. е. дословно — «тайнопись». В современном мире под криптографией понимается область научных исследований, прикладных инженерно-технических разработок, связанных с созданием, анализом и обоснованием стойкости криптографических средств защиты информации от угроз со стороны противника (нарушителя), а также практической деятельности, связанной с эксплуатацией этих средств. Современная криптография позволяет обеспечить следующие основные аспекты безопасности информации: обеспечение конфиденциальности, целостности, подлинности данных, невозможности отказа от фактов создания документов или совершения действия, неотслеживаемости действий пользователя. В отличие от физических и организационных средств защиты информации, под криптографическими средствами понимаются такие, которые реализуют математические методы преобразования защищаемой информации.

Важно знать Криптография — одна из самых древних наук; ее история уходит вглубь веков. В истории криптографии выделяется ряд этапов, которые характеризуются сменой концепций, лежащих в основе этой отрасли знаний. Условно выделяют этап донаучной криптографии, который охватывает период с древнейших времен до середины XX в. На этом этапе криптография еще не была наукой как таковой — скорее, это было ремесло или искусство, доступное немногим посвященным в него лицам. Важно, что в этот период копились те методы и факты, которые впоследствии легли в основу современной научной криптографии.

В конце XIX — начале XX в. в криптографии под влиянием научно-технического прогресса (развития телеграфии и радиосвязи, появления электромеханических устройств) происходят существенные изменения: разрабатываются методы двоичного кодирования информации, изобретаются сложные шифрмашины. В 1917 г. инженером американской фирмы AT&T Г. Бернамом с коллегами предлагается и реализуется нераскрываемый (совершенно секретный) шифр.

Началом второго этапа можно считать 1949 г., когда был опубликован доклад К. Шеннона «Теория связи в секретных системах», в котором было проведено фундаментальное научное исследование шифров и важнейших вопросов их стойкости. Благодаря этому труду криптография стала оформляться как прикладная математическая наука.

В 1976 г., опубликовав свою работу «Новые направления в криптографии», американские ученые У.Диффи и М. Хеллман выдвинули следующую удивительную гипотезу: «Возможно построение практически стойких криптосистем, вообще не требующих передачи секретного ключа». Такие криптосистемы, получившие название криптосистем с открытым ключом, основываются на введении понятий «однонаправленная функция» и «функция с секретом»^[1]. У. Диффи и М. Хеллман предложили использовать такие математические объекты для решения конкретной криптографической задачи — открытого распределения ключей, т. е. выработки общего секретного ключа двумя лицами, взаимодействующими только по открытому каналу связи. Именно этот год можно считать началом третьего этапа развития криптографии — этапа становления и развития доказательной_у математической криптографии.

Более подробно об истории криптографии говорится в гл. 2 настоящего издания, где используются базовые термины, понятия и определения, приведенные в настоящей главе.

• [1] Необходимо отметить, что однонаправленные функции и функции с секретом — гипотетические объекты, поэтому называть конкретные функции однонаправленными математически некорректно. В качестве эквивалентного для термина «однонаправленная функция» (one-way function) в современной отечественнойлитературе часто используется термин «односторонняя функция». Для функциис секретом существуют другие русскоязычные аналоги термина trap-doorfunction — «функция с потайной дверью», «функция с лазейкой».