Криптография в современном мире
31.05.2022
Криптография в современном мире. Индивидуальная научная работа ученика 10А Макарова И. полная тема которой «Криптография как метод кодирования и декодирования информации» (продолжение)
Программирование и криптография
Криптография зародилась несколько тысяч лет назад, но она актуальна и по сей день, ведь человек – социальное существо, которому свойственно общаться с другими людьми, передавать информацию, которую, конечно, хочется скрыть от посторонних глаз.
Каждый человек в современном мире как минимум несколько раз за день сталкивается с шифрованием данных, например, когда отправляет сообщение другу в мессенджере, переводит деньги с помощью Интернет-банкинга или вводит пароль от сайта.
Криптография прочно укоренилась в нашей жизни, невозможно представить нашу жизнь без неё, ведь она бы кардинально поменялась в один миг, и мы бы уже не смогли делать привычные нам вещи.
За последние десятилетия криптография значительно шагнула вперёд, появились новые способы шифрования информации, а также мощности для этого.
Криптография не остановится на достигнутом, а лишь продолжит развиваться.
Чтобы наглядно показать то, как машина работает с информацией и шифрует её, не углубляясь в сложные алгоритмы и формулы, я написал код на языке программирования Python, который зашифровывает и расшифровывает полученную на входе информацию по принципу шифра Цезаря.
Данный шифр был выбран не случайно, ведь именно он лег в основу многих более сложных шифров и использовался довольно долго. На данный момент этот шифр считается наиболее важным и значимым в истории криптографии.
В основу кода легли две основные формулы, которые задают шифр Цезаря (text + key)%33 – для зашифровки и (text — key)%33 для расшифровки, где text – исходная информация, key – ключ, % — остаток от деления.
Важно понимать, что компьютер работает не с буквами, а с числами, которые представлены в двоичной системе счисления. То есть машина кодирует не сами буквы, а числа, эквивалентные буквам, для этого используются различные кодировки. Например, жёсткий диск, имеющий файловую систему NTFS, представляет информацию, используя кодировку UTF-16.
Это отражено и в представленном коде. Имеется два списка — alph_lower и alph_upper, в которых хранятся строчные и прописные буквы, каждая буква имеет свой числовой индекс, который программа преобразует в другое число. Впоследствии она снова обращается к данным спискам и на основе изменённых значений выводит новую букву.
Заключение
Изучив материалы по данной теме, я выяснил, что криптография – это наука, занимающаяся методами шифрования и дешифрования, которая стала частью современной жизни.
Подводя итоги, можно сказать, что цель работы достигнута и получены следующие результаты:
- собраны и систематизированы знания по истории криптографии;
- получены основные знания о криптографии;
- изучены некоторые алгоритмы шифрования.
Практическая часть работы направлена на визуализацию кодирования и декодирования информации на простом примере.
Стоит отметить, что криптография не гарантирует полную защиту данных от раскрытия при несоблюдении пользователем базовых правил безопасности в интернете.
Но если соблюдать все правила безопасности, а также использовать современные и надёжные алгоритмы шифрования, то сохранить конфиденциальность данных возможно. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что выдвинутая мною гипотеза верна.
Несомненно, криптография продолжит своё развитие, ведь со временем увеличатся вычислительные мощности, а значит, некоторые алгоритмы перестанут быть надёжными.
Список использованной литературы
- Основы криптографии / А. П. Алферов, А. Ю. Зубов, А. С. Кузьмин, А. В. Черемушкин. — 2-е издание исправленное и дополненное. — Москва : Гелиос АРВ, 2002. — 480 c. — Текст : непосредственный.
- Информатика. 10 класс : учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — 2-е издание, стереотипное. — Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. — 288 c. — Текст : непосредственный.
- Введение в криптографию / В. В. Ященко, Н. П. Варновский, Ю. В. Нестеренко [и др.]. — 4-е изд., доп. — Москва : Издательство МЦНМО, 2012. — 348 c. — Текст : непосредственный.
- Криптография и защищённая связь: история первых шифров. — Текст : электронный // Хабр : [сайт]. — URL: https://habr.com/ru/post/321338/ (дата обращения: 25.11.2021).
- От манускриптов до шифровальных машин: история криптографии. — Текст : электронный // Naked Science : [сайт]. — URL: https://naked-science.ru/article/sci/ot-manuskriptov-do-shifrovalnyh (дата обращения: 05.01.2022).
- Современная криптография: заботы спецслужб и инструменты для бизнеса. — Текст : электронный // Naked Science : [сайт]. — URL: https://naked-science.ru/article/sci/sovremennaya-kriptografiya-zaboty (дата обращения: 07.01.2022).
- Диск и линейка Энея. — Текст : электронный // ology : [сайт]. — URL: https://ology.sh/davnym-davno-kogda-ne-bylo-interneta/disk-eneia/ (дата обращения: 09.12.2021).
- PyAutoGUI’s documentation. — Текст : электронный // PyAutoGUI : [сайт]. — URL: https://pyautogui.readthedocs.io/en/latest/ (дата обращения: 25.01.2022).
- Основы шифрования (часть 1) — Алгоритм Диффи-Хеллмана. — Текст : электронный // SecurityLab.ru : [сайт]. — URL: https://www.securitylab.ru/analytics/478912.php (дата обращения: 03.01.2022).
- Стандарты шифрования данных. — Текст : электронный // Википедия : [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Стандарты_шифрования_данных (дата обращения: 20.12.2021).
Начало работы
Экономист по первому образованию и учитель информатики по второму. Преподаю в школе информатику, программирование, сайтостроение, экономику.