Táto správa ti
práve klame.
Každé písmeno je na svojom mieste, a predsa jej nerozumieš. Posúvaj abecedu, kým nedostane zmysel – z 26 možností sedí presne jedna.
Šifrovanie nie je kúzlo, ale pravidlo – kto pozná pravidlo aj kľúč, správu prečíta.
Kódovanie alebo šifrovanie?
V bežnej reči sa tieto dve slová zamieňajú, v informatike sa však presne rozlišujú. Cieľom kódovania je, aby sa údaj dal spracovať, preniesť alebo skontrolovať – kódová tabuľka je verejná. Cieľom šifrovania je, aby správe nerozumel nepovolaný – postup môže byť verejný, ale kľúč je tajný.
Kódovanie
Prevod podľa verejne dohodnutého pravidla. ASCII, UTF-8, morzeovka, čiarový kód, QR kód. Prečíta ho každý, kto pozná pravidlo.
Šifrovanie
Utajenie pomocou kľúča. Cézar, Vigenère, AES, RSA. Poznať postup nestačí – bez kľúča text neprečítaš.
Kryptoanalýza
Lúštenie šifry bez kľúča: frekvenčná analýza, vyčerpávajúce hľadanie, útok so známym otvoreným textom.
| Pojem | Význam | Príklad |
|---|---|---|
| otvorený text | pôvodná, čitateľná správa | STRETNEME |
| šifrový text | prevedená, nečitateľná správa | VWUHWQHPH |
| kľúč | tajný parameter, ktorý riadi prevod | 3 |
| algoritmus | samotný postup, spravidla verejný | posunová šifra |
Kerckhoffsov princíp: bezpečnosť systému nesmie stáť na utajení algoritmu, len na utajení kľúča. Ak unikne metóda, ešte sa nič nestalo – ak unikne kľúč, áno.
Morzeovka: kódovanie zvukom
Morzeova abeceda nie je šifra – tabuľka je dostupná každému. Jej účelom je preniesť písmená jediným kanálom pomocou krátkych a dlhých signálov. Ide o prvý široko používaný kódový systém binárnej povahy.
Prekladač morzeovky so zvukom
Písmená s diakritikou program nahradí základnými písmenami. Bodka trvá jednu jednotku, čiarka tri.
Dekódovanie morzeovky
Kontrolné kódy: keď kód odhalí chybu
Pri prenose sa môžu bity preklopiť. Praktické kódové systémy preto neukladajú len údaje, ale aj kontrolu: paritný bit, kontrolnú číslicu alebo samoopravný kód. Aj QR kód je preto čitateľný, keď je jeho časť poškodená.
Paritný bit
Klikaj na bity. Paritný bit sa nastaví tak, aby bol počet jednotiek párny. Ak sa počas prenosu jeden bit preklopí, príjemca to zistí.
Čiarový kód: kontrolná číslica EAN-13
Zadaj prvých 12 číslic čiarového kódu výrobku – trinástu dopočíta program. Alebo zadaj všetkých 13 a skontrolujeme ich.
Tvorba QR kódu
QR kód je dvojrozmerný čiarový kód: bajty zapisuje do mriežky čiernych a bielych modulov so samoopravným Reedovým–Solomonovým kódom. Preto sa dá prečítať aj vtedy, keď je časť plochy poškriabaná alebo zakrytá. Veľké štvorce v rohoch – vyhľadávacie vzory – hovoria čítačke, kde kód je a ako je otočený.
Generátor
Trik s wifi: zadaj do poľa tento formát a telefón sa pripojí automaticky:
WIFI:T:WPA;S:nazov_siete;P:heslo;; — pre vizitku: BEGIN:VCARD…END:VCARD, pre e-mail: mailto:adresa@skola.sk
Cézarova šifra
Július Cézar písal vojenské správy abecedou posunutou o tri písmená: z A sa stalo D, z B písmeno E a tak ďalej. Ide o monoalfabetickú substitúciu: každé písmeno má práve jeden náprotivok a veľkosť posunu je kľúč. Zmysluplných kľúčov je spolu 25, preto sa dnes takáto šifra rozlúšti za pár sekúnd.
Šifrovanie a dešifrovanie
Lúštenie vyčerpávajúcim hľadaním
Šifrový text bez kľúča. Program vyskúša všetkých 25 posunov a zoradí ich podľa frekvencie písmen v slovenčine. Najpravdepodobnejšie riešenie je zvýraznené zelenou.
Vigenèrova šifra
Slabinou Cézara je, že všetky písmená sa posúvajú rovnako. Vigenèrova šifra používa kľúčové slovo: prvé písmeno posunie prvé písmeno kľúča, druhé to druhé, a kľúč sa dokola opakuje. Z rovnakého písmena tak vznikajú rôzne šifrové písmená – samotná frekvenčná analýza na rozlúštenie nestačí. Preto ju dlho volali „nerozlúštiteľnou šifrou".
Šifrovanie a dešifrovanie
Presun: písmená ostávajú, mení sa len poradie
Substitúcia písmená vymieňa, transpozícia ich len preusporiada. Pri stĺpcovej transpozícii text zapíšeme po riadkoch do tabuľky a potom ho čítame po stĺpcoch v abecednom poradí písmen kľúča. Frekvencia písmen sa pritom nezmení – to je prezrádzajúci znak, že ide o transpozíciu.
Stĺpcová transpozícia
Frekvenčná analýza
V slovenskom texte sú najčastejšie písmená a, o, e a i, kým q, w a x sa takmer nevyskytujú. Pri monoalfabetickej šifre sa tento vzor prenesie aj do šifrového textu – len posunutý. Presne to využíva kryptoanalýza.
Analyzátor frekvencie písmen
Moderná kryptografia v skratke
Symetrická
Ten istý kľúč šifruje aj dešifruje (AES). Je rýchla, ale kľúč treba najprv bezpečne doručiť druhej strane.
Asymetrická
Verejným kľúčom môže zašifrovať ktokoľvek, prečíta to len držiteľ tajného kľúča (RSA). Na tomto stojí HTTPS.
Hašovacia funkcia
Jednosmerný odtlačok (SHA-256). Nedá sa zvrátiť; slúži na uloženie hesiel a kontrolu neporušenosti.
SHA-256 a lavínový efekt
Zadaj čokoľvek a potom zmeň jediné písmeno. Odtlačok sa nezmení „trochu" – bude úplne iný. To je lavínový efekt.
Dôležité: hašovanie nie je šifrovanie. Šifrový text sa dá kľúčom vrátiť späť, odtlačok nikdy. Preto sa heslá ukladajú ako odtlačky: kto ukradne databázu, heslá ešte nepozná.
Praktické úlohy
Nástroje nájdeš v paneloch vyššie. Najprv to skús sám, riešenie otvor až potom.
1. úloha – Rozlúšti Cézara
Šifrový text: QHHALVWXMH GRNRQDOD VLIUD LED OHQLYB XWRFQLN
Nájdi kľúč pomocou lúštiča a zapíš otvorený text.
Riešenie: kľúč = 3, otvorený text: NEEXISTUJE DOKONALA SIFRA IBA LENIVY UTOCNIK. Posun prezradí už rozloženie samohlások, netreba prejsť všetkých 25 možností.
2. úloha – Vytvor QR kód pre triedu
Vytvor QR kód, ktorý smeruje na adresu s rozvrhom tvojej triedy, s úrovňou opravy chýb H a veľkosťou modulu 10 px, a stiahni ho ako PNG. Potom zapni zobrazenie štruktúry a pomenuj tri vyhľadávacie vzory.
Kontrola: vyhľadávacie vzory sú v ľavom hornom, pravom hornom a ľavom dolnom rohu. V pravom dolnom nie sú preto, aby bolo jednoznačné otočenie kódu. Pri úrovni H je kód väčší ako pri L – ten istý obsah dostane viac opravných údajov.
3. úloha – QR kód s wifi do učebne
Vygeneruj QR kód s týmto obsahom (dosaď vlastné údaje): WIFI:T:WPA;S:skola_wifi;P:Tajne2026;;
Otázka: je bezpečné vyvesiť takýto kód na chodbu? Odpoveď: nie. QR kód nie je šifrovanie – ktokoľvek si ho odfotí, prečíta aj heslo. QR kód je kódovanie, nie šifrovanie.
4. úloha – Vigenère s hľadaním kľúča
Zašifruj text STRETNEME SA V PIATOK kľúčom SOBOTA a daj šifrový text spolužiakovi bez kľúča. Opýtaj sa ho, kam sa dostane s frekvenčným analyzátorom.
Riešenie: šifrový text je KHSSMNWAF GT V HWBHHK. Analyzátor nedá čistý vzor, lebo z rovnakého písmena vzniká podľa pozície v kľúči iné šifrové písmeno.
5. úloha – Hľadanie chyby paritným bitom
Príjemca dostal túto 9-bitovú správu (8 dátových bitov + paritný bit): 1011001 1 0. Používa sa párna parita. Je prenos chybný?
Riešenie: v dátových bitoch je päť jednotiek, paritný bit je 0, prišiel teda nepárny počet jednotiek. Prenos je chybný. Paritný bit však chybu len ohlási, opraviť ju nevie – a dvojbitovú chybu už ani nezachytí.
6. úloha – Kontrola čiarového kódu
Čiarový kód výrobku: 8590123456787. Je kontrolná číslica správna? Vypočítaj ju ručne a potom over nástrojom.
Riešenie: číslice na nepárnych miestach násobíme jednotkou, na párnych trojkou, spočítame a doplníme do najbližšej desiatky. Nástroj vypíše správnu kontrolnú číslicu – posledná číslica uvedeného kódu je chybná.
7. úloha – Ktorá metóda? (priraďovanie)
Rozhodni pri každom, či ide o kódovanie alebo šifrovanie: (a) morzeovka, (b) spojenie HTTPS, (c) QR kód, (d) ZIP chránený heslom, (e) UTF-8, (f) Cézarov posun.
Riešenie: kódovanie: a, c, e. Šifrovanie: b, d, f. Rozhoduje prítomnosť kľúča.
Over si vedomosti
Desať otázok s okamžitou spätnou väzbou.