# Kryptoanalýza klasických šifer

### Ústav telekomunikací, FEKT VUT Brno

## Definice pojmů

Aby bylo možno podrobněji popsat klasické šifrové systémy a metody jejich luštění, je nutno definovat si některé pojmy.

- Šifrový nebo také kryptografický systém je jakýkoliv systém, který lze použít k pozměnění textu nějaké zprávy s cílem učinit ji nesrozumitelnou komukoliv jinému s výjimkou adresáta, kterému je určena. Původní zpráva je nazývána otevřeným textem, pozměněná zpráva je šifrový text.

- Proces změny zprávy za pomocí šifrového systému se nazývá šifrování. Je to tedy postup, pomocí kterého lze převést otevřený text na šifrový. Při tomto převodu se obvykle používá klíč - určitý parametr šifrového systému, který ovlivňuje podobu výsledného šifrového textu.

- Šifrovací transformace je funkce, která převádí jednotku otevřeného textu (obvykle jeden znak, ale není podmínkou) zprávy na jednotku šifrového textu zprávy. Jde o zobrazení f z množiny O všech možných jednotek otevřeného textu zprávy do množiny S všech možných jednotek šifrového textu. Dešifrovací transformace je inverzní zobrazení f-1, které převádí šifrový text na text otevřený.

- Autorizovaná osoba (ta, pro kterou je zpráva určena) může provést původní rekonstrukci zprávy - její dešifrování, což je proces opačný k šifrování. Pro dešifrování zprávy je nutné znát typ šifrového systému a příslušný klíč. O původní zprávu však může mít zájem i nepovolaná osoba, bez znalosti parametrů systému i systému samotného - ta se může pokusit o luštění.

- Luštění je proces, jehož cílem je získat otevřený text z textu zašifrovaného bez znalosti potřebných informací (klíče).

- Symetrický šifrovací systém se jinak nazývá systémem s tajným klíčem. Používá dva klíče - pro šifrování a dešifrování. Pro zajištění bezpečnosti je nutné, aby tyto klíče zůstaly utajené - jeden z druhého je totiž odvoditelný v reálném čase. Existují také asymetrické šifrovací systémy, jinak zvané kryptografické systémy s veřejným klíčem. Používají 2 typy klíčů: tzv. veřejný, který slouží pro zašifrování, a druhý tzv. neveřejný, který slouží pro dešifrování. Klíče jsou navzájem odlišné (ačkoliv mezi nimi existuje určitý vztah); veřejný klíč lze zveřejnit, protože jeho pomocí nelze šifrový text dešifrovat ani rozluštit.

- Každá zpráva je zapsána pomocí abecedy - obvykle abecedy původního jazyka. Abeceda se skládá z jednotlivých symbolů - písmen, číslic, atd. Posloupnost těchto znaků se nazývá řetězec. Pomocí abecedy otevřeného textu je zapsána původní zpráva; zašifrovaná zpráva (nazývaná také kryptogram) je zapsána pomocí šifrové abecedy. Tyto dvě abecedy mohou (ale nemusí) být totožné.

- Věda o šifrování se nazývá kryptografie. Zabývá se tvorbou šifrovacích a dešifrovacích algoritmů, jejím cílem je utajit význam zprávy. Jinými slovy, zkoumá metody utajování významu zpráv pomocí převodu do podoby, která je čitelná pouze s určitými znalostmi.

- Opakem kryptografie je kryptoanalýza. Je to věda o metodách luštění šifrovacích systémů bez znalosti klíče. Dále se zabývá analýzou odolnosti těchto systémů. Slovo kryptoanalýza pochází z řečtiny, konkrétně ze dvou řeckých slov, a to kryptós - skrytý a analýein - uvolnit či rozvázat.

Kryptografie a kryptoanalýza tvoří společně vědní obor s názvem kryptologie.