Kood definitsioon ja ülevaade krüptograafiast, Morse-koodist ja ASCII-st

Kood on viis, kuidas muuta teavet millekski muuks. Mõnikord tehakse seda sõnumi salajas hoidmiseks. Seda nimetatakse krüpteerimiseks või krüptograafiaks. Üks allikas annab järgmise selgituse: kood on "sõna, number või mõni muu sümbol, mida kasutatakse sõna, fraasi või silbi kujutamiseks lihtkirjas". See on üks varaseimaid krüptograafia vorme. Vastandatakse kood ja šifreerimine, mille puhul üksikud tähed on krüpteeritud (muudetud).

Mõnikord tehakse seda sõnumi saatmise lihtsamaks viisiks. Näiteks kui inimesed kahel erineval laeval soovivad saata sõnumit, võivad nad olla liiga kaugel, et hüüda, kuid nad võivad saata sõnumeid lipukoodiga. Teine kood, mida inimesed kasutavad, on morsekood, mis muudab tähed punktide ja kriipsudega, näiteks nii:

Arvutid kasutavad koode, muutes tähed 1 ja 0-ks. See meetod leiutati augustatud lindi jaoks. Praegu on tavaline tähtnumbriline kood ASCII.

Mõned inimesed kirjutavad koode kui omamoodi mängu. Nad arvavad, et on lõbus teha koode ja lõbus neid murda. Koodi murdmine tähendab selle lahtivõtmist, et mõista, kuidas see töötab, ja siis saab aru, millised sõnumid on sellesse koodi kirjutatud. Krüptoanalüüs on samuti tõsine asi. Riigid ja muud organisatsioonid on sajandeid üksteise krüptograafiaid murdnud.

Algoritmi (koodi) sõnumi salajaseks muutmiseks nimetatakse krüpteerimisalgoritmiks. Salajase sõnumi tagasi muutmiseks on vaja dekrüpteerimisalgoritmi.

Mis on kood ja kuidas see erineb šifreerimisest?

Kood asendab tavaliselt sõnu või fraase etteantud märgiga, numbri või sõnaga (näiteks laevastikus kasutatavad lühendid või sõnastikupõhised koodid). Šifreerimine (šifer) töötab tavaliselt tähemärgi või bititasandil ja muudab iga üksiku tähe või binaari bitijada teiseks vastavalt reeglitele või võtmele. Koodi puhul on tähtis kogu sõnastik või võtmesõnastik; šifreerimise puhul on keskne võtme saladus ja algoritm.

Krüptograafia: lühikokkuvõte

Krüptograafia hõlmab meetodeid, mis muudavad informatsiooni loetamatuks volitamata isikutele ja tagavad andmete terviklikkuse ning päritolu. Tänapäeva krüptograafia põhivormid on:

• Sümeetriline krüptimine — sama võti kasutatakse sõnumi krüpteerimiseks ja dekrüpteerimiseks (näited: AES).
• Asümeetriline krüptimine — kasutatakse avalikku ja privaatset võtit; sobib võtmevahetuseks ja digiallkirjade jaoks (näited: RSA, ECC).
• Häsha‑funktsioonid — fikseeritud pikkusega kokkuvõte andmetest, mida kasutatakse kontrollsumma ja andmete tervikluse kontrolliks (näited: SHA‑familia).

Praktilised kasutusalad: andmete krüpteerimine edastamisel (nt HTTPS), failide krüpteerimine, autentimine, digiallkirjad ja turvalised võtmevaheted.

Morse‑kood ja muud lihtsad kommunikatsioonikoodid

Morsekood teisendab tähed ja numbrid järjestusteks punktidest (lühike signaal) ja kriipsudest (pikk signaal). Seda kasutati laialdaselt telegraafis ja hädaolukordades — tavaliseks näiteks on hädakutsena tuntud SOS, mille tavaline morse‑kujutus on ... --- .... Morse‑kood on lihtne ja töötab ka katkiste või nõrga signaaliga kanalite puhul.

Samuti on olemas visuaalsed ja füüsilised koodid, nagu lipukood (semaphore), mis võimaldavad edastada sõnumeid laevade või inimeste vahel ilma hääleta või elektroonikata.

ASCII ja arvutite esmane kodeerimine

Arvutid kasutavad teksti esindamiseks binaari. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) on varane ja laialt levinud 7‑bitine kood, mis määratleb 128 sümbolit — juhutähemärgid, trükitavad tähemärgid ja juhtimiskäsklused (näiteks reavahetus). Hilisemad laiendused kasutavad 8 bitti (256 kohta) ja tänapäeval kasutatakse laialt ka Unicode'i, mis võimaldab esitada tuhandeid tähemärke eri keeltest.

Paljud varased digitaalsed süsteemid kasutasid kodeerimiseks mehaanilisi lahendusi, nagu augustatud linti ja paberpulkasid; need viisid muutsid andmed pintsliteks ja aukudeks, mida masin mõistis.

Koodi kirjutamine, murdmine ja krüptoanalüüs

Inimesed teevad koode vahel ka mänguliselt või harjutuseks — see on popp hobi ja õppevahend. Samal ajal on koodi murdmine (krüptoanalüüs) olnud sõjalise ja diplomaatilise tähtsusega: sõjad ja riiklikud saladused on tihti sõltunud keelte ja šifrite murrangust. Traditsioonilised meetodid, nagu sagedusanalüüs, sobivad nõrkade šifrite vastu; moderne krüptoanalüüs kasutab matemaatikat ja arvutusvõimsust.

Krüpteerimis‑ ja dekrüpteerimisalgoritmid

Algoritmi (koodi) sõnumi salajaseks muutmiseks nimetatakse krüpteerimisalgoritmiks. Salajase sõnumi tagasi muutmiseks on vaja dekrüpteerimisalgoritmi. Oluline on eristada algoritmi enda ja selle kasutatavat võtmeandmest: turvalisus peaks põhinema peamiselt võtmest, mitte algoritmi saladusel (see põhimõte on tuntud kui Kerckhoffi printsiip).

Praktikas tuleb arvestada ka võtmete halduse, võtmete pikkuse ja algoritmi tuntud nõrkustega — kõik need mõjutavad, kui turvaline süsteem tegelikult on.

Kokkuvõte

Koodid ja šifrid on inimkonna suhtluse ja turvalisuse lahutamatud osad: alates lihtsatest lipukoodidest ja morsekoodist kuni keerukate arvutipõhiste krüptosüsteemideni. Mõned koodid on mõeldud info salastamiseks, teised info kiireks ja selgeks edastamiseks; tänapäeval ühendavad need kaks maailma sageli matemaatikat, informaatikat ja praktilisi turvameetmeid.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kood?

K: Kuidas krüpteerimine toimib?

K: Mis on krüptoanalüüs?

K: Mis on krüpteerimisalgoritmid?

K: Millised on mõned näited kasutatavate koodide kohta?

K: Kas koodid ja šifrid erinevad üksteisest?

Otsing