مقاله در مورد رمزنگاری شبکه

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد رمزنگاری شبکه دارای ۹۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد رمزنگاری شبکه  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد رمزنگاری شبکه،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله در مورد رمزنگاری شبکه :

رمزنگاری شبکه

چکیده
امروزه در دنیای دیجیتال حفاظت از اطلاعات رکن اساسی و مهمی در تبادلات پیام ها ومبادلات تجاری ایفا می نماید. برای تامین نیازهای امنیتی تراکنش امن، از رمز نگاری استفاده می شود. با توجه به اهمیت این موضوع و گذار از مرحله سنتی به مرحله دیجیتال آشنایی با روش های رمز گذاری ضروری به نظر می رسد. در این مطا لب ضمن بررسی الگوریتم های رمز نگاری کلید عمومی(نامتقارن) و کلید خصوصی(متقارن)، جنبه های گوناگون کلید عمومی مورد بررسی قرار می گیرد و ویژگی های هر کدام بیان می گردد.

مقدمه
رشد و گسترش روزافزون شبکه های کامپیوتری، خصوصا” اینترنت باعث ایجاد تغییرات گسترده در نحوه زندگی و فعالیت شغلی افراد، سازمانها و موسسات شده است. از این رو امنیت اطلاعات یکی از مسائل ضروری ومهم در این چرخه گردیده است. با اتصال شبکه داخلی سازمانها به شبکه جهانی، داده های سازمان ها در معرض دسترسی افراد و میزبان های خارجی قرار می گیرد.

اطمینان از عدم دستیابی افراد غیر مجاز به اطلاعات حساس از مهمترین چالش های امنیتی در رابطه با توزیع اطلاعات در اینترنت است. راه حل های مختلفی نظیر محدود کردن استفاده از اینترنت، رمزنگاری داده ها، واستفاده از ابزار امنیتی برای میزبان های داخلی و برقراری امنیت ش

بکه داخلی ارایه شده است. یکی از متداولترین روشهای حفاظت اطلاعات، رمز نمودن آنها است. دستیابی به اطلاعات رمز شده برای افراد غیر مجاز امکان پذیر نبوده و صرفا” افرادیکه دارای کلید رمز می باشند ، قادر به باز نمودن رمز و استفاده از اطلاعات هستند. رمز نمودن اطلاعات کامپیوتر مبتنی بر علوم رمز نگاری است. استفاده از علم رمز نگاری دارای یک سابقه طولانی و تاریخی می باشد. قبل از عصر اطلاعات، بیشترین کاربران رمزنگاری اطلاعات، دولت ها و مخصوصا” کاربران

نظامی بوده اند. سابقه رمز نمودن اطلاعات به دوران امپراطوری روم بر می گردد. امروزه اغلب روش ها و مدل های رمزنگاری اطلاعات در رابطه با کامپیوتر به خدمت گرفته می شود. کشف و تشخیص اطلاعاتی که بصورت معمولی در کامپیوتر ذخیره و فاقد هر گونه روش علمی رمزنگاری باشند،

براحتی و بدون نیاز به تخصصی خاص انجام خواهد یافت. از این روست که رمزنگاری داده ها با توجه به پیشرفت های اخیر تحول یافته والگوریتم های نوینی به همین منظور طراحی گردیده است.

فصل اول
کلیات بحث

تعریف رمزنگاری
رمزنگاری عبارت است از بهم ریختگی اطلاعات به طوری که برای کسی قابل فهم نباشد. فن آوری رمزنگاری امکان مشاهده ، مطالعه و تفسیر پیام های ارسالی توسط افراد غیر مجاز را سلب می نماید. از رمزنگاری به منظور حفاظت داده ها در شبکه های عمومی نظیر اینترنت استفاده می گردد. در این رابطه از الگوریتم های پیشرفته ریاضی به منظور رمزنمودن پیام ها و ضمائم مربوطه، استفاده می شود.

الگوریتم های رمزنگاری
انتقال اطلاعات حساس بر روی یک شبکه مستلزم بکارگیری مکانیزمی است که سه ویژگی زیر را تضمین نماید:

امنیت :
داده ارسالی نمی بایست توسط افراد غیر مجاز، استفاده( خوانده ) گردد.

هویت :
افراد شرکت کننده در ارتباط همان افرادی می باشند که ادعا می نمایند .

غیرجعلی بودن اطلاعات :
داده دریافت شده در مقصد با داده ارسال شده در مبداء یکسان بوده و اطلاعات دستکار

ی نشده باشد.
تکنولوژی هائی که یک ارتباط ایمن را ارائه می نمایند ، می بایست مبتنی بر مکانیزمی باشند که سه ویژگی فوق را تضمین نمایند . اینگونه تکنولوژی ها، عموما” از الگوریتم های رمزنگاری استفاده نموده و با رمز نمودن اطلاعات، عملا” امکان رمزگشائی و دستیابی به داده اولیه توسط افراد غیر مجاز را سلب می نمایند. الگوریتم های رمزنگاری به دو گروه عمده تقسیم می گردند :

تاریخچه رمزنگاری

نمونه‌ای از روش رمز کردن موسوم به رمز سزار که بر اساس جابجایی ساده حروف الفبا عمل می‌کند
در بررسی نخستین استفاده‌کنندگان از تکنیک‌های رمزنگاری به سزار (امپراتور روم) و نیز الکندی که یک دانشمند مسلمان است برمی‌خوریم، که البته روش‌های خیلی ابتدایی رمزنگاری را ابداع و استفاده کرده‌اند. به عنوان مثال، با جابجا کردن حروف الفبا در تمام متن به اندازه مشخص آن را رمز می‌کردند و تنها کسی که از تعداد جابجا شدن حروف مطلع بود می‌توانست متن اصلی را استخراج کند.

استفاده از استوانه و نوار کاغذی برای رمز کردن پیام
یکی دیگر از شیوه‌های رمزنگاری ابتدایی، پیچیدن یک نوار کاغذی بر روی استوانه‌ای با قطر مشخص و سپس نوشتن پیام روی کاغذ پیچیده شده بوده است. بدیهی است بدون اطلاع از مقدار قطر استوانه، خواندن پیام کار بسیار دشواری خواهد بود و تنها کسانی که نسخه‌های یکسانی از استوانه را داشته باشند می‌توانند پیام را بخوانند.

ماشین رمزکننده لورنتز که در جنگ جهانی دوم توسط آلمان برای رمز کردن پیام‌های نظامی مورد استفاده قرار گرفته است
در قرن بیستم میلادی از همین روش به همراه موتورهای الکتریکی برای رمزنگاری با سرعت بالا استفاده شد که نمونه‌های آن در ماشین رمز لورنتز و ماشین رمز انیگما دیده می‌‍شود.

اصول ششگانه کرکهف
آگوست کرکهف شهرت خود را از پژوهشهای زبانشناسی و کتابهایی که در این خصوص و زبان ولاپوک نوشته بود بدست آورد.او در سال ۱۸۸۳ دو مقاله با عنوان “رمز نگاری نظامی” منتشر کرد. در این دو مقاله شش اصل اساسی وجود داشت که اصل دوم آن به عنوان یکی از قوانین رمز نگاری هنوز هم مورد استفاده دانشمندان در رمز نگاری پیشرفته است:
• سیستم رمزنگاری اگر نه به لحاظ تئوری که در عمل غیر قابل شکست باشد.
• سیستم رمز نگاری باید هیچ نکته پنهان و محرمانه ای نداشته باشد. بلکه تنها چیزی که سری است کلید رمز است.

• کلید رمز باید به گونه ای قابل انتخاب باشد که اولا بتوان براحتی آن را عوض کرد و ثانیا بتوان آنرا به خاطر سپرد و نیازی به یاداشت کردن کلید رمز نباشد.
• متون رمز نگاری باید از طریق خطوط تلگراف قابل مخابره باشند.
• دستگاه رمز نگاری یا اسناد رمز شده باید توسط یکنفر قابل حمل و نقل باشد.
• سیستم رمزنگاری باید به سهولت قابل راه اندازی باشد.

رمزنگاری پیشرفته
با پدید آمدن رایانه‌ها و افزایش قدرت محاسباتی آنها، دانش رمزنگاری وارد حوزه علوم رایانه گردید و این پدیده، موجب بروز سه تغییر مهم در مسائل رمزنگاری شد:ی پیچیده‌تر و مؤثرتری برای رمزنگاری به وجود آید.
۲ روش‌های رمزنگاری که تا قبل از آن اصولا برای رمز کردن پیام به کار می‌رفتند، کاربردهای جدید و متعددی پیدا کردند.

۳ تا قبل از آن، رمزنگاری عمدتاً روی اطلاعات متنی و با استفاده از حروف الفبا انجام می‌گرفت؛ اما ورود رایانه باعث شد که رمزنگاری روی انواع اطلاعات و بر مبنای بیت انجام شود.

الگوریتم های محدود :
در این نوع الگوریتم ها، محور امنیت اطلاعات بر محرمانه نگه داشتن الگوریتم استفاده شده در فرآیند رمزنگاری استوار است.

الگوریتم های مبتنی بر کلید:
در این نوع الگوریتم ها، کلید محرمانه تلقی شده و الگوریتم می تواند در دسترس عموم باشد.
در این رابطه از دو مدل رمزنگاری عمده استفاده می گردد: کلید خصوصی ( متقارن ) : فرستنده و گیرنده از یک کلید یکسان به منظور رمزنگاری و رمزگشائی استفاده می نمایند . کلید عمومی ( نامتقارن ) : به ازای هر کاربر از دو کلید استفاده می شود. یکی از کلیدها عمومی بوده و در دسترس همگان قرار داشته و کلید دوم بصورت محرمانه می باشد.
رمزنگاری کلید عمومی(نامتقارن) Public Key

رمزنگاری کلید عمومی که از آن با نام رمزنگاری نامتقارن نیز یاد می گردد، از دو کلید متفاوت برای رمزنگاری استفاده می نماید : یک کلید برای رمزنگاری و کلیدی دیگر برای رمزگشائی. در رمزنگاری کلید عمومی، با استفاده از یک روش کاملا” ایمن یک کلید برای ارسال کننده اطلاعات ایجاد و وی با استفاده از کلید فوق، اقدام به رمزنگاری و ارسال پیام رمز شده برای گیرنده می نماید. امکان رمزگشائی پیام رمز شده صرفا” توسط دریافت کننده، امکان پذیر خواهد بود. در رمزنگاری کلید عمومی، سیستم یک زوج کلید خصوصی و عمومی ایجاد می نماید. کلید عمومی برای شخصی که از آن به منظور رمزنگاری یک پیام استفاده می نماید، ارسال می گردد. وی پس از رمزنگاری پیام با استفاده از کلید عمومی، پیام رمز شده را ارسال می نماید. دریافت کننده با استفاده از کلید

خصوصی، اقدام به رمزگشائی پیام می نماید.( ماهیت کلید خصوصی استفاده شده در رمزنگاری کلید عمومی، مشابه کلید خصوصی استفاده شده در رمزنگاری کلید خصوصی نمی باشد). حتی اگر یک فرد متخلف، به کلید عمومی دستیابی پیدا نماید وی نمی تواند با استفاده از آن اقدام به رمزگشائی پیام رمز شده نماید، چراکه رمزگشائی پیام صرفا” با استفاده از کلید خصوصی امکان پذیر می باشد. برخلاف رمزنگاری کلید خصوصی، کلید های استفاده شده در رمزنگاری کلید عمومی چیزی بمراتب بیشتر از رشته های ساده می باشند. کلید در این نوع رمزنگاری دارای

یک ساختار خاص با هشت فیلد اطلاعاتی است که دو فیلد آن به منظور رمزنگاری با استفاده از کلید عمومی استفاده می گردد و شش فیلد دیگر به منظور رمزگشائی پیام با استفاده از کلید

خصوصی مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم رمزنگاری کلید عمومی با توجه به عدم ضرورت مبادله رمز مشترک، اولین مسئله در مدیریت کلید برطرف می گردد. معمولترین سیستم نامتقارن، سیستم رمزنگاری کلید عمومی بنام RSA میباشد(حروف اول پدیدآورندگان آن یعنی Rivest ، Shamir و Adlemen). می‌توان از یک سیستم نامتقارن برای نشان دادن اینکه فرستنده پیام هما

ن شخصی است که ادعا می‌کند، استفاده کرد. این عمل اصطلاحا امضاء نام دارد. RSA شامل دو تبدیل است:
۱- امضاء، برای اینکار متن اصلی با استفاده از کلید اختصاصی رمز می‌شود.
۲- رمزگشایی، در این مرحله، عملیات مشابه‌ای روی متن رمزشده صورت می گیرد ولی اینکار با

استفاده از کلید عمومی است.
برای تایید امضاء بررسی می‌کنیم که آیا این نتیجه با دیتای اولیه یکسان است؛ اگر اینگونه است، امضاء توسط کلید اختصاصی متناظر رمزشده است. به بیان ساده‌تر چنانچه متنی از شخصی برای دیگران منتشر شود، آن متن شامل متن اصلی و متن رمز شده متن اصلی توسط کلید اختصاصی همان شخص می باشد. حال اگر متن رمزشده توسط کلید عمومی آن شخص که شما از آن

مطلعید رمزگشایی شود، مطابقت متن حاصل و متن اصلی نشاندهنده صحت فرد فرستنده است، به این ترتیب امضای فرد تایید می‌شود. اساس سیستم RSA فرمول زیر است: X = Y^k (mod r)
که X متن کد شده، Y متن اصلی، k کلید اختصاصی و r حاصلضرب دو عدد اولیه بزرگ است که با دقت انتخاب شده‌اند. این شکل محاسبات، روی پردازنده‌های بایتی بخصوص روی ۸ بیتی‌ها که در

کارتهای هوشمند استفاده می‌شود بسیار کند است. بنابراین، اگرچه RSA هم تصدیق هویت و

هم رمزنگاری را ممکن می‌سازد، درواقع برای تایید هویت منبع پیام است که از این الگوریتم در کارتهای هوشمند استفاده می‌شود و برای نشان دادن عدم تغییر پیام در طول ارسال و رمزنگاری کلیدهای آتی استفاده می گردد. سایر سیستمهای کلید نامتقارن شامل سیستمهای لگاریتم گسسته می‌باشند مانند Diffie-Hellman، ElGamal و سایر طرحهای چندجمله‌ای و منحنی‌های بیضوی.

بسیاری از این طرحها عملکردهای یک طرفه‌ای دارند که اجازه تایید هویت را می‌دهند اما رمزنگاری ندارند. معموماً سیستمی امن محسوب می‌شود که هزینه شکستن آن بیشتر از ارزش دیتایی باشد که نگهداری می‌کند.
شکل زیر، فرآیند رمزنگاری مبتنی بر کلید عمومی بین دو کاربر را نشان می دهد:

انواع مدل رمزنگاری کلید عمومی
۱ رمزنگاری کلید عمومی و امنیت
۲ رمزنگاری کلید عمومی و تشخیص هویت
۳ رمزنگاری کلید عمومی و غیرجعلی بودن اطلاعات
۴ رمزنگاری کلید عمومی و گواهینامه دیجیتالی
ویژگی مدل رمزنگاری کلید عمومی
عدم استفاده از کلیدهای مشابه (در رمزنگاری ورمزگشایی)
هر کاربر دارای یک زوج کلید ( عمومی ، خصوصی) می باشد. از کلید عمومی ب

ه منظور رمزنگاری داده و از کلید خصوصی به منظور رمزگشائی داده استفاده می گردد.

این مدل رمزنگاری تقریبا” ۵۰۰ مرتبه کندتر از رمزنگاری کلید خصوصی ( متقارن ) است .
از مدل رمزنگاری عمومی به منظور مبادله کلید خصوصی و امضای دیجیتال استفاده می شود.

فصل دوم
رمز نگاری کلید خصوصی ( Private Key )

رمزنگاری کلید خصوصی(Private Key )
منداولترین نوع رمزنگاری مبتنی بر کلید، رمزنگاری “کلید خصوصی” است. به این نوع رمزنگاری، متقارن ، سنتی ، رمز مشترک ، کلید رمز نیز گفته می شود. در این نوع رمزنگاری، فرستنده و گیرنده از کلید استفاده شده به منظور رمزنگاری اطلاعات آگاهی دارند. رمزنگاری کلیدخصوصی، گزینه ای مناسب به منظور مبادله اطلاعات بر روی اینترنت و یا ذخیره سازی اطلاعات حساس در یک بانک اطلاعاتی و یا یک فایل می باشد. از روش فوق، به منظورایمن سازی ارسال اطلاعات در شبکه های عمومی استفاده می گردد( از گذشته تا کنون ). ایده اولیه و اساسی در چنین

سیستم هائی، “اشتراک یک رمز” بوده و دو گروه شرکت کننده در مبادله اطلاعات، بر روی یک “کلید رمزمشترک ” ، با یکدیگر توافق می نمایند. بدین ترتیب امکان رمزنگاری و رمزگشائی پیام ها برای هر یک از آنان با توجه به آگاهی از “کلید رمز ” ، فراهم می گردد.

رمزنگاری متقارن(کلید خصوصی) چندین نقطه ضعف دارد. مبادله کلیدهای رمز در شبکه های بزرگ امری دشوار و مشکل است. علاوه بر این، اشتراک کلیدهای رمز، مستلزم این واقعیت است که فرستندگان و گیرندگان می بایست معتبر بوده و قبل از برقراری ارتباط، آشنائی لازم را نسبت به یکدیگر داشته باشند( با تمام افرادیکه قصد ارتباط ایمن با آنان وجود دارد ). همچنین، این نوع

سیستم های رمزنگاری، نیازمند استفاده از یک کانال ایمن به منظور توزیع کلیدهای ” رمز” می باشند. الگوریتم متقارن از یک کلید برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌کند. بیشترین شکل استفاده از رمزنگاری که در کارتهای هوشمند و البته در بیشتر سیستمهای امنیت اطلاعات وجود دارد Data Encryption Algorithm یا DEA است که بیشتر بعنوان DES شناخته می‌شود. DES

محصول دولت ایالات متحده است که امروزه بطور وسیعی بعنوان یک استاندارد بین‌المللی شناخته ‌می‌شود. بلوکهای ۶۴بیتی دیتا توسط یک کلید، که معمولا ۵۶بیت طول دارد، رمزنگاری و رمزگشایی می‌شوند. DES از نظر محاسباتی ساده است و براحتی می‌تواند توسط پردازنده‌های کند (بخصوص آنهایی که در کارتهای هوشمند وجود دارند) بکار گرفته شوند. این روش بستگی به مخفی‌بودن کلید دارد. بنابراین استفاده از این روش در دو وضعیت زیر مناسب است:

۱- هنگامی که کلیدها می‌توانند با یک روش قابل اعتماد و امن توزیع و ذخیره شوند.
۲- زمانی که کلید بین دو سیستم مبادله می‌شود، قبلا هویت همدیگر را تایید کرده باشند.

عمر کلیدها بیشتر از مدت تراکنش آنها طول نمی‌کشد. رمزنگاری DES عموما برای حفاظت دیتا از شنود در طول انتقال استفاده می‌شود. کلیدهای DES 40بیتی امروزه در عرض چندین ساعت توسط کامپیوترهای معمولی شکسته می‌شوند و بنابراین نباید برای محافظت از اطلاعات مهم و جهت اعتبار طولانی مدت از آنها استفاده شود. کلید ۵۶بیتی عموما توسط سخت‌افزار یا شبکه‌های بخصوصی شکسته می‌شوند. رمزنگاری DESسه‌تایی عبارتست از کد کردن دیتای اصلی با

استفاده از الگوریتم DES که در سه مرتبه انجام می‌گیرد(دو مرتبه با استفاده از یک کلید به سمت جلو (رمزنگاری) و یک مرتبه به سمت عقب (رمزگشایی) با کلید دیگر). در زمینه رمزنگاری متقارن الگوریتمهای استاندارد مختلفی وجود دارد. الگوریتمهایی مانند Blowfish و IDEA در موارد مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند اما هیچکدام پیاده‌سازی سخت‌افزاری نشدند. بنابراین بعنوان رقیبی برای DES جهت استفاده در کاربردهای میکروکنترلی مطرح نبوده‌اند. استاندارد رمزنگاری پیشرفته

دولت ایالات متحده امریکا (AES) الگوریتم Rijndael را برای جایگزینی DES بعنوان الگوریتم رمزنگاری اولیه انتخاب کرده است. همچنین الگوریتم Twofish مشخصا برای پیاده‌سازی در پردازنده‌های توان‌ـ‌پایین مثلا در کارتهای هوشمند طراحی شد. در ۱۹۹۸ وزارت دفاع امریکا تصمیم گرفت که الگوریتمها Skipjack و مبادله کلید را که در کارتهای Fortezza استفاده شده بود، از محرمانگی خارج سازد. یکی از دلایل این امر تشویق برای پیاده‌سازی بیشتر کارتهای هوشمند برپایه این الگوریتمها بود. برای رمزنگاری جریانی (streaming encryption) (که شامل رمزنگاری دیتا در حین ارسال می باشد، یعنی بجای اینکه دیتای کد شده و در یک فایل مجزا قرار گیرد، در هنگام ارسال رمزنگاری

صورت می گیرد.) الگوریتم DES معمولا از کلیدهای ۶۴ بیتی برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌کند. این الگوریتم، متن اولیه را به بلوکهای ۶۴ بیتی می‌شکند و آنها را یکی‌یکی رمز می‌کند. الگوریتم پیشرفته‌تر ۳DES است که در آن الگوریتم DES سه بار اعمال می‌شود. نسخه دیگری از این الگوریتم (پایدار‌تر از قبلی ها) از کلیدهای ۵۶بیتی و کلیدهای ۱۶۸بیتی استفاده می‌کند و سه بار عملیات رمزنگاری را انجام می‌دهد.

ویژگی مدل رمزنگاری کلید خصوصی

رمزنگاری و رمزگشائی داده با استفاده از کلید یکسانی انجام می شود .
تمامی کاربرانی که در یک گروه عضویت داشته و قصد اشتراک داده را بین خود دارند ، می بایست دارای کلید یکسانی باشند .

در صورتیکه یک کلید د چار مشکل گردد ( لورفتن ) ، تمامی کلید ها می بایست تعویض و با کلیدی جدید جایگزین گردند .
مهمترین مسئله در ارتباط با این مدل رمزنگاری، عدم وجود امنیت لازم به منظور توزیع کلید است.

موارد کاربرد رمزنگاری
موارد متعددی از اطلاعات حساس که نباید در دسترس دیگران قرار گیرد، وجود دارند. اینگونه اطلاعات جهت حفاظت باید رمزنگاری گردند. این اطلاعات شامل:
اطلاعات کارت اعتباری
شماره های عضویت در انجمن ها
اطلاعات خصوصی
جزئیات اطلاعات شخصی
اطلاعات حساس در یک سازمان
اطلاعات مربوط به حساب های بانکی

رمزنگاری
رمزنگاری دانشی است که به بررسی و شناختِ اصول و روش‌های انتقال یا ذخیره اطلاعات به صورت امن (حتی اگر مسیر انتقال اطلاعات و کانال‌های ارتباطی یا محل ذخیره اطلاعات ناامن باشند) می‌پردازد.
رمزنگاری دانش تغییر دادن متن پیام یا اطلاعات به کمک کلید رمز و با استفاده از یک الگوریتم رمز است، به صورتی که تنها شخصی که از کلید و الگوریتم مطلع است قادر به استخراج اطلاعات اصلی از اطلاعات رمز شده باشد و شخصی که از یکی یا هر دوی آن‌ها اطلاع ندارد، نتواند به اطلاعات دسترسی پیدا کند. دانش رمزنگاری بر پایه مقدمات بسیاری از قبیل تئوری اطلاعات،

نظریه اعداد و آمار بنا شده است و امروزه به طور خاص در علم مخابرات مورد بررسی و استفاده قرار می‌گیرد. معادل رمزنگاری در زبان انگلیسی کلمه Cryptography است، که برگرفته از لغات یونانی kryptos به مفهوم ” محرمانه ” و graphien به معنای ” نوشتن ” است.

رمزنگاری، پنهان‌نگاری، کدگذاری
در رمزنگاری، وجود اطلاعات یا ارسال شدن پیام به هیچ وجه مخفی نمی‌باشد، بلکه ذخیره اطلاعات یا ارسال پیام مشخص است، اما تنها افراد مورد نظر می‌توانند اطلاعات اصلی را بازیابی کنند. بالعکس در پنهان‌نگاری، اصل وجود اطلاعات یا ارسال پیام محرمانه، مخفی نگاه داشته

می‌شود و غیر از طرف ارسال‌کننده و طرف دریافت‌کننده کسی از ارسال پیام آگاه نمی‌شود.
در رمزنگاری محتویات یک متن به صورت حرف به حرف و در بعضی موارد بیت به بیت تغییر داده می‌شود و هدف تغییر محتوای متن است نه تغییر ساختار زبان‌شناختی آن. در مقابل کدگذاری تبدیلی است که کلمه‌ای را با یک کلمه یا نماد دیگر جایگزین می‌کند و ساختار زبان‌شناختی متن را تغییر می‌دهد.

تعاریف و اصطلاحات
عناصر مهمی که در رمزنگاری مورد استفاده قرار می‌گیرند به شرح زیر می‌باشد:
• متن آشکار
پیام و اطلاعات را در حالت اصلی و قبل از تبدیل شدن به حالت رمز، متن آشکار یا اختصارا پیام می‌نامند. در این حالت اطلاعات قابل فهم توسط انسان است.

• متن رمز
به پیام و اطلاعات بعد از درآمدن به حالت رمز، گفته می‌شود. اطلاعات رمز شده توسط انسان قابل فهم نیست.
• رمزگذاری (رمز کردن)
عملیاتی است که با استفاده از کلید رمز، پیام را به رمز تبدیل می‌کند.

• رمزگشایی (باز کردن رمز)
عملیاتی است که با استفاده از کلید رمز، پیام رمز شده را به پیام اصلی باز می‌گرداند. از نظر ریاضی، این الگوریتم عکس الگوریتم رمز کردن است.
• کلید رمز
اطلاعاتی معمولاً عددی است که به عنوان پارامتر ورودی به الگوریتم رمز داده می‌شود و عملیات رمزگذاری و رمزگشایی با استفاده از آن انجام می‌گیرد. انواع مختلفی از کلیدهای رمز در رمزنگاری تعریف و استفاده می‌شود.

رمزنگاری دانش گسترده‌ای است که کاربردهای متنوعی دارد. در این حوزه وسیع، تعاریف زیر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند:

سرویس رمزنگاری
به طور کلی، سرویس رمزنگاری، به قابلیت و امکانی اطلاق می‌شود که بر اساس فنون رمزنگاری حاصل می‌گردد. قبل از ورود رایانه‌ها به حوزه رمزنگاری، تقریباً کاربرد رمزنگاری محدود به رمز کردن پیام و پنهان کردن مفاد آن می‌شده است. اما در رمزنگاری پیشرفته سرویس‌های مختلفی از جمله موارد زیر ارائه گردیده است:

• محرمانگی یا امنیت محتوا[۱]
ارسال یا ذخیره اطلاعات به نحوی که تنها افراد مجاز بتوانند از محتوای آن مطلع شوند، که همان سرویس اصلی و اولیه پنهان کردن مفاد پیام است.
• سلامت محتوا[۲]
به معنای ایجاد اطمینان از صحت اطلاعات و عدم تغییر محتوای اولیه آن در حین ارسال است. تغییر محتوای اولیه اطلاعات ممکن است به صورت اتفاقی (در اثر مشکلات مسیر ارسال) و یا به صورت عمدی باشد.

• احراز هویت یا اصالت محتوا[۳]
به معنای تشخیص و ایجاد اطمینان از هویت ارسال‌کننده اطلاعات و عدم امکان جعل هویت افراد می‌باشد.
• عدم انکار[۴]
به این معنی است که ارسال‌کننده اطلاعات نتواند در آینده ارسال آن را انکار یا مفاد آن را تکذیب نماید.

چهار مورد بالا، سرویس‌های اصلی رمزنگاری تلقی می‌شوند و دیگر اهداف و سرویس‌های رمزنگاری، با ترکیب چهار مورد بالا قابل حصول می‌باشند.

این سرویس‌ها مفاهیم جامعی هستند و می‌توانند برای کاربردهای مختلف پیاده‌سازی و استفاده شوند. به عنوان مثال سرویس اصالت محتوا هم در معاملات تجاری اهمیت دارد و هم در مسائل نظامی و سیاسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای ارائه کردن هر یک از سرویس‌های رمزنگاری، بسته به نوع کاربرد، از پروتکل‌های مختلف رمزنگاری استفاده می‌شود.

پروتکل رمزنگاری

ترکیب کردن الگوریتم‌های رمزنگاری و استفاده از آن‌ها به منظور ارائه یک سرویس رمزنگاری خاص در یک کاربرد خاص را فراهم می‌سازد.
معمولاً یک پروتکل رمزنگاری مشخص می‌کند که
• اطلاعات موجود در چه قالبی باید قرار گیرند
• چه روشی برای تبدیل اطلاعات به عناصر ریاضی باید اجرا شود
• کدامیک از الگوریتم‌های رمزنگاری و با کدام پارامترها باید مورد استفاده قرار گیرند
• روابط ریاضی چگونه به اطلاعات عددی اعمال شوند
• چه اطلاعاتی باید بین طرف ارسال‌کننده و دریافت‌کننده رد و بدل شود
• چه مکانیسم ارتباطی برای انتقال اطلاعات مورد نیاز است
به عنوان مثال می‌توان به پروتکل تبادل کلید دیفی-هلمن[۵] برای ایجاد و تبادل کلید رمز مشترک بین دو طرف اشاره نمود.

الگوریتم رمزنگاری
الگوریتم رمزنگاری، به هر الگوریتم یا تابع ریاضی گفته می‌شود که به علت دارا بودن خواص مورد نیاز در رمزنگاری، در پروتکل‌های رمزنگاری مورد استفاده قرار گیرد. اصطلاح الگوریتم رمزنگاری یک مفهوم جامع است و لازم نیست هر الگوریتم از این دسته، به طور مستقیم برای رمزگذاری اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد، بلکه صرفاً وجود کاربرد مربوط به رمزنگاری مد نظر است.

در گذشته سازمان‌ها و شرکت‌هایی که نیاز به رمزگذاری یا سرویس‌های دیگر رمزنگاری داشتند، الگوریتم رمزنگاری منحصربه‌فردی را طراحی می‌نمودند. به مرور زمان مشخص گردید که گاهی ضعف‌های امنیتی بزرگی در این الگوریتم‌ها وجود دارد که موجب سهولت شکسته شدن رمز می‌شود. به همین دلیل امروزه رمزنگاری مبتنی بر پنهان نگاه داشتن الگوریتم رمزنگاری منسوخ شده است و در روش‌های جدید رمزنگاری، فرض بر این است که اطلاعات کامل الگوریتم رمزنگاری منتشر شده است و آنچه پنهان است فقط کلید رمز است.

بنا بر این تمام امنیت حاصل شده از الگوریتم‌ها و پروتکل‌های رمزنگاری استاندارد، متکی به امنیت و پنهان ماندن کلید رمز است و جزئیات کامل این الگوریتم‌ها و پروتکل‌ها برای عموم منتشر می‌گردد.
بر مبنای تعریف فوق، توابع و الگوریتم‌های مورد استفاده در رمزنگاری به دسته‌های کلی زیر تقسیم می‌شوند:
• توابع بدون کلید

o توابع درهم‌ساز[۶]
o تبدیل‌های یک‌طرفه[۷]
• توابع مبتنی بر کلید
o الگوریتم‌های کلید متقارن
الگوریتم‌های رمز بلوکی
الگوریتم‌های رمز دنباله‌ای

توابع تصدیق پیام[۸]
o الگوریتم‌های کلید نامتقارن
الگوریتم‌های مبتنی بر تجزیه اعداد صحیح
الگوریتم‌های مبتنی بر لگاریتم گسسته
الگوریتم‌های مبتنی بر منحنی‌های بیضوی
o الگوریتم‌های امضای رقومی[۹]