RM-Seminar

Kriptografija u računalnoj komunikaciji 

Uvod

U vrijeme kada digitalna tehnologija prožima gotovo svaki aspekt ljudskog života, zaštita informacija postaje prioritet. Podaci putuju internetom svakodnevno – od osobnih poruka, e-mailova i bankovnih transakcija do osjetljivih poslovnih i državnih dokumenata. Kako bi se ti podaci zaštitili od krađe, izmjene ili zloupotrebe, koristi se kriptografija – znanost koja se bavi metodama skrivanja i zaštite informacija.

U ovom seminaru obradit ćemo osnovne pojmove kriptografije, njezin razvoj, vrste, primjene u svakodnevnoj računalnoj komunikaciji te izazove s kojima se suočava u suvremenom digitalnom okruženju.

Što je kriptografija?

Kriptografija je disciplina koja se bavi tehnikama šifriranja i dešifriranja podataka. Njezin osnovni cilj je osigurati da informaciju može pročitati samo ona osoba kojoj je namijenjena, čak i ako ona dođe u ruke neovlaštenih pojedinaca.

U tehničkom smislu, kriptografija omogućuje transformaciju podataka iz čitljivog oblika (tzv. plain text ili „čisti tekst“) u nečitljivi, šifrirani oblik (cipher text) pomoću određenog algoritma i ključa. Dešifriranjem se taj šifrirani tekst ponovno pretvara u originalni podatak, ali samo ako se posjeduje odgovarajući ključ.

Kriptografija ujedno omogućuje i druge sigurnosne funkcije, poput provjere autentičnosti pošiljatelja (digitalni potpis), zaštite integriteta podataka (otkrivanje promjena) te neporecivosti (nemogućnosti poricanja da je nešto poslano ili primljeno).

Povijest kriptografije

Pojam i praksa kriptografije postoje tisućama godina. Već su stari Egipćani i Grci koristili razne metode šifriranja poruka. Poznata je Cezarova šifra, kojom je rimski vojskovođa Gaj Julije Cezar šifrirao vojne naredbe tako što je svako slovo zamijenio trećim po redu u abecedi.s

Tijekom srednjeg vijeka i kasnije, kriptografija je postala važna u diplomatskoj i vojnoj komunikaciji. U Drugom svjetskom ratu posebno se istaknula njemačka Enigma, kompleksan elektromehanički uređaj za šifriranje, čije je razbijanje od strane saveznika (uz pomoć matematičara Alana Turinga) značajno doprinijelo ishodu rata.

U drugoj polovici 20. stoljeća, s pojavom računala, kriptografija je doživjela tehnološku revoluciju. Prvi ozbiljni računalni algoritmi poput DES-a (Data Encryption Standard) uvedeni su 1970-ih, a kasnije su uslijedili napredniji sustavi poput AES-a i RSA-a. Danas se kriptografija razvija paralelno s razvojem digitalnih tehnologija i računalnih prijetnji.

Vrste kriptografije

1. Simetrična kriptografija

Kod simetrične kriptografije koristi se isti ključ za šifriranje i dešifriranje poruke. To znači da obje strane moraju unaprijed razmijeniti ključ na siguran način.

Prednosti:

• Brza i učinkovita
  
  

• Pogodna za velike količine podataka
  
  

Nedostaci:

• Potreba za sigurnom razmjenom ključeva
  
  

• Nepraktična kod velikog broja korisnika
  
  

Primjeri algoritama:

• AES (Advanced Encryption Standard)
  
  

• DES (Data Encryption Standard)
  
  

• Blowfish
  
  

2. Asimetrična kriptografija

Asimetrična kriptografija koristi par ključeva – javni i privatni. Javni ključ koristi se za šifriranje poruke, a privatni ključ za njezino dešifriranje. Samo vlasnik privatnog ključa može pročitati poruku šifriranu javnim ključem.

Prednosti:

• Nema potrebe za sigurnom razmjenom ključa
  
  

• Idealna za digitalne potpise i autentifikaciju
  
  

Nedostaci:

• Spora i resursno zahtjevnija od simetrične
  
  

Primjeri algoritama:

• RSA (Rivest–Shamir–Adleman)
  
  

• ECC (Elliptic Curve Cryptography)
  
  

• ElGamal
  
  

Primjena kriptografije u računalnoj komunikaciji

Kriptografija je temelj informacijske sigurnosti u gotovo svim aspektima moderne digitalne komunikacije.

1. Sigurna web-komunikacija (HTTPS)

Web-stranice koje koriste HTTPS protokol šifriraju komunikaciju između korisnika i servera pomoću TLS/SSL protokola. Time se sprječava prisluškivanje i krađa podataka poput lozinki, osobnih informacija ili brojeva kreditnih kartica.

2. E-mail enkripcija

Alati poput PGP (Pretty Good Privacy) ili S/MIME omogućuju slanje šifriranih e-mailova. Samo primatelj s odgovarajućim privatnim ključem može pročitati poruku.

3. Digitalni potpisi

Digitalni potpis omogućuje potvrdu autentičnosti i integriteta dokumenta ili poruke. Koristi se u pravnim, financijskim i administrativnim transakcijama.

4. Virtualne privatne mreže (VPN)

VPN-ovi stvaraju šifrirani „tunel“ između korisnika i internetske destinacije, čime se osigurava privatnost i zaštita podataka, posebice na javnim mrežama.

5. Kriptovalute i blockchain

Kriptovalute poput Bitcoina koriste kriptografske hash funkcije i digitalne potpise kako bi osigurale sigurnost i autentičnost transakcija bez potrebe za centraliziranom institucijom.

Izazovi i prijetnje

Unatoč napretku, kriptografija nije savršena. Moguće su sljedeće prijetnje:

• Kompromitacija ključa – ako napadač dođe do ključa, može dešifrirati sve poruke.
  
  

• Kriptografski napadi – uključuju brute force napade, napade sa strane (side-channel attacks) i matematičke analize slabosti algoritama.
  
  

• Loša implementacija – čak i najjači algoritam je ranjiv ako nije pravilno implementiran.
  
  

Kvantna računala – nova prijetnja?

Razvoj kvantnih računala mogao bi u budućnosti ugroziti postojeće kriptografske sustave. Kvantni algoritmi, poput Shorovog algoritma, mogu razbiti RSA i slične sustave u razumnom vremenu. Zbog toga se već razvijaju postkvantni kriptografski algoritmi, otporni na kvantne napade.

Zaključak

Kriptografija je temelj moderne informacijske sigurnosti. Bez nje, online bankarstvo, trgovina, komunikacija i brojni drugi digitalni servisi ne bi mogli funkcionirati na siguran način. Korištenjem naprednih kriptografskih algoritama osigurava se povjerljivost, integritet i autentičnost podataka u računalnoj komunikaciji.

No, tehnologija se brzo mijenja, a s njom i prijetnje. Zato je važno stalno pratiti razvoj kriptografije i primjenjivati najnovije i najsigurnije metode zaštite. U budućnosti, kriptografija će i dalje igrati ključnu ulogu u oblikovanju sigurnog i pouzdanog digitalnog društva.

Literatura

 https://kriptomat.io/hr/kriptovalute/sto-je-kriptovaluta/. 

 https://en.wikipedia.org/wiki/ElGamal_encryption. 

 https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic-curve_cryptography. 

 https://en.wikipedia.org/wiki/RSA_cryptosystem. 

https://hr.wikipedia.org/wiki/Cezarova_%C5%A1ifra. 

 https://hr.wikipedia.org/wiki/Kriptografija. 

Izuzetna važnost kriptografije u modernom poslovnom komuniciranju i zašto se u nekim državama kriptografija smatra oružjem | advance.hr