Czym jest szyfrogram? Kompletny przewodnik

Szyfrogram to zaszyfrowana postać czytelnych informacji, zwana zwykłym tekstem. Gdy dane, takie jak wiadomość, hasło lub plik, zostaną zaszyfrowane za pomocą algorytmu matematycznego i klucza, zostają przekształcone w szyfrogram. Ten zaszyfrowany tekst wygląda na losowy lub pozbawiony znaczenia dla każdego, kto nie ma odpowiedniego klucza, co pomaga chronić wrażliwe informacje przed nieautoryzowanym dostępem.

Szyfrogram powstaje w procesie zwanym szyfrowaniem, w którym zwykły tekst jest przepuszczany przez szyfr (algorytm szyfrowania) wraz z tajnym kluczem. Algorytm zmienia układ danych lub przekształca je w nieczytelny format. Aby odzyskać oryginalne informacje, przeprowadza się odszyfrowywanie przy użyciu odpowiedniego klucza.

W szyfrowaniu symetrycznym ten sam klucz jest używany zarówno do szyfrowania, jak i odszyfrowywania, natomiast szyfrowanie asymetryczne wykorzystuje dwa klucze: klucz publiczny do szyfrowania danych i klucz prywatny do ich odszyfrowywania. Nawet jeśli zaszyfrowane dane zostaną przechwycone, nie można ich odczytać bez odpowiedniego klucza.

Historycznie szyfrowanie wykonywano ręcznie za pomocą prostych metod, takich jak zastępowanie liter (szyfry podstawieniowe) lub zmienianie ich kolejności (szyfry przestawieniowe) — obecnie są one przestarzałe, ponieważ łatwo je złamać. Nowoczesne algorytmy szyfrowania, takie jak AES-256 i ChaCha20, używają długich, złożonych kluczy do zabezpieczania danych, co sprawia, że szyfrogram jest niezwykle trudny do złamania za pomocą ataków typu brute-force.

Gdy używasz bezpiecznej aplikacji do przesyłania wiadomości, aby napisać do znajomego „Spotkajmy się o 8 wieczorem”, aplikacja szyfruje wiadomość, zanim opuści ona Twój telefon, zamieniając ją w szyfrogram. Gdy wiadomość dotrze na urządzenie Twojego znajomego, jego aplikacja użyje odpowiedniego klucza szyfrowania, aby przekonwertować szyfrogram z powrotem na oryginalną wiadomość.

Jeśli ktoś przechwyci wiadomość po drodze — czy to haker, dostawca sieci, czy nawet sama firma odpowiedzialna za aplikację (jeśli usługa wykorzystuje szyfrowanie end-to-end) — zobaczy tylko nieczytelne dane. Bez prywatnego klucza szyfrowania przechowywanego na urządzeniu Twojego znajomego wiadomość pozosteje nieczytelna.

Proton Mail używa szyfrowania end-to-end do ochrony Twoich wiadomości. Choć Twoje wiadomości wydają się czytelne, gdy je wysyłasz i odbierasz, dzieje się tak dlatego, że Twoje urządzenie ma odpowiednie klucze szyfrowania, które konwertują szyfrogram z powrotem na zwykły tekst. Gdyby ktoś próbował przechwycić Twoje wiadomości podczas przesyłania — w tym sam Proton — nie zobaczyłby rzeczywistej zawartości Twojej wiadomości, a jedynie zaszyfrowany szyfrogram, taki jak w poniższym przykładzie.

Ten szyfrogram jest znacznie bardziej skomplikowany i można go odszyfrować wyłącznie za pomocą odpowiedniego klucza szyfrowania.

Szyfrowanie i szyfrogramy istnieją od tysięcy lat i przybierały wiele różnych form. Oto kilka znanych przykładów szyfrów i szyfrogramów:

Szyfr Cezara to jedna z najprostszych i najstarszych metod szyfrowania. Działa poprzez przesunięcie każdej litery w wiadomości o określoną liczbę miejsc w alfabecie w celu wygenerowania szyfrogramu. Ten rodzaj metody szyfrowania, w której każda litera jest zastępowana inną zgodnie z regułą lub kluczem, jest znany jako szyfr podstawieniowy — szyfr Cezara jest tylko jednym z przykładów tego typu.

Przykładem szyfrogramu stworzonego za pomocą szyfru Cezara jest JV PBZOBQ QBUQ. W tym przypadku każda litera oryginalnej wiadomości została przesunięta o trzy litery wstecz w alfabecie, aby ukryć jej znaczenie:

• A staje się X
• B staje się Y
• C staje się Z
• i tak dalej.

Aby odszyfrować tę wiadomość, po prostu przesuwasz każdą literę o trzy miejsca do przodu w alfabecie, więc klucz szyfru to 3.

Odszyfrowanie wiadomości daje zwykły tekst MY SECRET TEXT.

Manuskrypt Wojnicza to jeden z najsłynniejszych nierozszyfrowanych tekstów na świecie. Pochodzący z początku 15. wieku, jest napisany w nieznanym skrypcie i wypełniony nietypowymi ilustracjami roślin, diagramami astronomicznymi, symbolami zodiaku oraz tajemniczymi postaciami.

Wielu badaczy uważa, że manuskrypt może być zaszyfrowanym tekstem, być może wyrafinowanym szyfrem z okresu średniowiecza. Inni twierdzą, że może on reprezentować wymyślony lub zaginiony język albo być mistyfikacją.

Telegram Zimmermanna był tajną wiadomością dyplomatyczną wysłaną z niemieckiego Ministerstwa Spraw Zagranicznych do rządu Meksyku w 1917 roku, podczas I wojny światowej. Proponował on sojusz wojskowy między Niemcami a Meksykiem, gdyby Stany Zjednoczone przystąpiły do wojny przeciwko Niemcom.

Brytyjski wywiad odkodował telegram, korzystając z przechwyconych wiadomości i wcześniej przejętych niemieckich materiałów kodowych.

Listy Zodiaka to seria wiadomości wysłanych do gazet pod koniec lat 1960. i na początku lat 1970. przez niezidentyfikowanego Zodiaka, seryjnego mordercę działającego w Północnej Kalifornii. Pierwszy szyfr został rozwiązany przez amatorów, a kolejny pozostawał nierozwiązany przez ponad 50 lat, zanim został złamany w 2020 roku przy użyciu nowoczesnych narzędzi do kryptoanalizy. Niektóre krótsze szyfry do dziś pozostają nierozwiązane.

Szyfrogram jest wynikiem szyfrowania, a szyfrowanie stanowi podstawę większości nowoczesnego życia cyfrowego, pomagając chronić dane osobowe, aktywność finansową i komunikację. Osoby prywatne korzystają z bezpieczniejszych interakcji online, podczas gdy rządy i firmy polegają na szyfrowaniu w celu ochrony wrażliwych systemów i informacji.

Oto kilka codziennych sytuacji, w których pojawia się szyfrogram, często w sposób niewidoczny:

• Bezpieczne strony internetowe (HTTPS): Kiedy logujesz się, robisz zakupy lub wypełniasz formularze online, Twoja przeglądarka szyfruje dane przed ich wysłaniem.
• Aplikacje do przesyłania wiadomości: Bezpieczne komunikatory, takie jak Signal, szyfrują wiadomości, aby tylko ich adresaci mogli je przeczytać.
• Bankowość i płatności online: Szyfrowanie chroni dane logowania do konta, szczegóły karty i dane transakcyjne.
• Przestrzeń dyskowa w chmurze i kopie zapasowe: Pliki są często szyfrowane, aby pozostały chronione. Jeśli przestrzeń dyskowa w chmurze wykorzystuje szyfrowanie end-to-end, nawet dostawca nie może uzyskać dostępu do Twoich danych.
• Szyfrowanie urządzeń: Większość telefonów i laptopów może korzystać z pełnego szyfrowania dysku, aby zamienić przechowywane dane w szyfrogram. Dzięki temu, w przypadku zgubienia lub kradzieży urządzenia, informacje na nim zapisane pozostają niedostępne bez odpowiednich danych logowania.