凱撒密碼保護 IT 安全

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凱撒密碼保護 IT 安全
圖片: vk.com
Ratmir Belov
Journalist-writer

考慮到近年來數字數據交換的速度不斷提高,在接收、存儲和傳輸數據時確保信息安全成為當務之急。

為了盡量減少信息落入壞人之手的風險,有必要使用加密程序,以便只有預期的接收者才能訪問數據。最簡單的編碼類型之一是凱撒密碼。

Caesar cipher 是一種單字母編碼,它是一種通配符密碼,它與其他編碼系統的不同之處在於,在明文中每個字母都被另一個字母替換,取自字母表並移動了一定數量的位置。

隨著互聯網技術的廣泛應用,信息安全問題也越來越頻繁地出現,機密信息的保護是網上銀行的重中之重。在絕大多數情況下,提供商有義務確保其自身基礎設施的安全,以及保護客戶的個人數據和應用程序,而後者必須確保提供商已採取一切必要措施來確保信息安全。

DevOps – 開發與運營
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為了盡量減少個人數據落入壞人之手的風險,必須將數據轉換為不可讀的形式,並且此過程在發送方執行,之後,已經在接收方,反向轉換為可讀形式發生​​。因此,可以說維護機密信息的問題對個人和大公司都特別重要。

密碼學

通過將信息轉換為攻擊者在存儲和發布過程中都無法識別的形式來保護信息不落入壞人之手的科學已經存在了兩千多年。

Caesar's cipher
圖片: gkaccess.com

密碼學的概念來自兩個詞,意思是“隱藏”和“寫入”,這使得除了預期的接收者之外的所有人都無法理解。應該發送的消息稱為明文,而實際發送的消息已加密。通常區分兩種主要類型的密碼學,這取決於用於加密和解密數據的安全密鑰的類型,非對稱和對稱編碼方法。

對稱加密

對稱密鑰加密涉及使用單個密鑰進行加密和解密,這是一種稱為私鑰加密的技術,可以更新以提供額外的密鑰。

Cookie 是很少有人知道的神秘文件
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這種方式與非對稱方式相比,效率更高、效率更高,密鑰由適當的加密算法生成,然後發送給接收方。對稱加密方法存在許多問題,因為自然界實際上沒有安全通道,因此密鑰與數據一起傳輸,這大大降低了帶寬效率,同時增加了成本。

非對稱加密

這種類型的加密稱為公鑰密碼術,使用兩個密鑰,其中一個用於加密,是公開的,為公眾所知,而第二個用於解密,只有相應的用戶知道密鑰並且是私有的。通過對密鑰進行數學關聯,使用公鑰加密的數據只能由對應的私鑰解密,從而解決了對稱密鑰管理加密的問題。然而,公鑰加密的這種獨特性質使其更容易受到攻擊。

此外,需要大量計算能力的非對稱加密方法比對稱加密慢近一千倍。作為將數據轉換為不可讀形式的方法,通常使用與置換和替換相關的方法。替代方法的一個例子就是凱撒密碼,它的特點是一種相當簡單的加密和解密算法。為了解密系統,甚至不需要知道加密密鑰,通過改變加密順序和改變字母順序很容易破解。

Caesar's cipher
圖片: wikimedia.org

如果可靠地知道在編碼中使用了凱撒密碼,那麼為了執行強力密碼分析,只需要對與英語相關的 26 個密鑰進行排序,因為加密和解密。此外,如果知道了一個字母,那麼通過確定偏移量,您可以快速解密整個消息。密碼分析中最常用的方法之一是“頻率分析”,它假設在長文本中,對於相同語言的不同文本,字母表中給定字母的出現頻率不會改變。頻率密碼分析方法在 1822 年在破譯埃及象形文字的過程中特別出名。自上世紀中葉以來,絕大多數加密算法的開發都是考慮到頻率密碼分析的阻力,因此通常用於培養未來的密碼學家的過程中。

如何破譯凱撒密碼

為了讀取以這種密碼編碼的消息,破解者只需要知道密文,可能會出現兩種情況。因此,在第一種情況下,假設使用了一個相當簡單的密碼,但不知道是否使用了凱撒密碼,而在第二種情況下,密碼是已知的,但移位值是未知的。

第一種情況允許使用用於簡單替換密碼的方法進行破解,因為使用類似的解決方案,例如頻率分析,可以快速注意到解決方案中使用的規律性,據此我們可以得出結論,使用的編碼系統是凱撒密碼。第二種情況更簡單,因為例如英語,只有 25 個班次選項可以使用蠻力方法進行測試。因此,可以使用稱為“完成簡單組件”的技術寫出已編碼在所有可能移位的列中的一段文本。

領域驅動設計 – DDD 編程
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如果存在用自然語言編寫的純文本,那麼解碼選項可能是唯一的選項,而當使用足夠短的消息時,考慮到各種變化,許多解密選項是可能的。最有趣的是,該程序涉及多重加密,並沒有增加對黑客的抵抗程度。

輸出

凱撒密碼是最簡單的加密類型之一,通常與其他技術結合使用。目前,通過替換和置換的加密都是使用計算機進行的,為了獲得足夠安全和可靠的密碼,應該使用經典方法的組合。

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