Wat is een cijfer?

In cryptografie is een cijfer een algoritme dat wordt gebruikt om codering en/of decodering uit te voeren. Sommige mensen gebruiken misschien de alternatieve spelling "cypher", maar de betekenis is nog steeds hetzelfde. Bij algemeen gebruik kunnen de termen code en cijfer als synoniem worden beschouwd. Op het gebied van cryptografie zijn de twee echter verschillend.

Codes zijn niet echt cijfers

Een code beschrijft typisch een systeem waarbij bepaalde woorden of zinsdelen een betekenis krijgen. De codewoorden of zinsdelen kunnen een legitieme, goed begrepen betekenis hebben, maar de code implementeert een secundaire betekenis die alleen "ingewijden" kunnen begrijpen. Als alternatief kan de code een volledig betekenisloze combinatie van tekens zijn.

Twee agenten die willen bevestigen dat ze elkaar kunnen vertrouwen, kunnen bijvoorbeeld een paar codezinnen gebruiken. "Ik heb gehoord dat het mooi weer in Parijs is in deze tijd van het jaar." en "Ik ben persoonlijk altijd meer voor Dublin geweest." kan een paar vraag-antwoordcodezinnen zijn. Een van de voordelen van het gebruik van codezinnen met gevestigde en secundaire betekenissen is dat een externe waarnemer het gesprek als volkomen ongewoon kan beschouwen en waarschijnlijk geen verborgen betekenis zal hebben. Zo'n codefrase-systeem profiteert van plausibele ontkenning.

Er moet echter voor worden gezorgd dat de gekozen uitdrukkingen waarschijnlijk niet door een willekeurige voorbijganger worden gebruikt. Als de eerste codezin wordt uitgesproken tegen een willekeurig lid van het publiek, vinden ze het misschien een beetje vreemd, maar verder is het gewoon nietszeggend geklets. Het codeantwoord moet zo worden gekozen dat het logisch is voor iedereen die misschien luistert, maar het is uiterst onwaarschijnlijk dat het door een willekeurige persoon wordt gezegd.

Sommige codes bevatten mogelijk helemaal geen volledige woorden. "UBDIBF" kan bijvoorbeeld een codewoord zijn dat wordt gebruikt om "missie voltooid, alle doelstellingen vervuld" aan te duiden. Iedereen die zo'n code ziet of hoort, zou kunnen aannemen dat er een geheim bericht wordt doorgegeven. Zonder de code te kennen, zouden ze de betekenis echter niet kunnen bepalen. Dergelijke codes profiteren ervan dat ze korter en gemakkelijker te verzenden zijn. Bij beide methoden bestaat ook het risico dat de medewerker de juiste te gebruiken code vergeet.

cijfers

Een cijfer is een algoritmische manier om een ​​bericht zodanig te vervormen dat de uitvoer, ook wel cijfertekst genoemd, niet kan worden begrepen. Om te voorkomen dat het hele cijfer onbruikbaar wordt zodra iemand begrijpt hoe het werkt, wordt een "sleutel" gebruikt om de uitvoer te variëren.

In moderne cryptografie zijn er twee verschillende manieren om algoritmen te definiëren. De eerste is door het type sleutel. Een symmetrisch cijfer gebruikt dezelfde sleutel om gegevens te coderen en te decoderen. Een symmetrische sleutel wordt over het algemeen de geheime sleutel genoemd. Een asymmetrisch cijfer gebruikt twee verschillende sleutels, één om gegevens te versleutelen en één om te ontsleutelen. Meestal wordt de asymmetrische sleutel die wordt gebruikt om gegevens te versleutelen, de openbare sleutel genoemd, terwijl de decoderingssleutel de persoonlijke sleutel wordt genoemd. Door ze op deze manier te gebruiken, kan iedereen een bericht versleutelen, in de wetenschap dat alleen de legitieme eigenaar van de privésleutel het bericht kan ontsleutelen en lezen.

Cijfers kunnen ook worden geclassificeerd als een stroom- of blokcijfer. Een stroomcijfer codeert een continue stroom symbolen. Een blokcijfer versleutelt gegevensblokken met een vaste grootte, aangezien dergelijke blokcijfers opvulling nodig hebben als de gegevens niet precies in de blokgrootte passen.

Klassieke versus moderne cijfers

Klassieke cijfers waren relatief eenvoudig. Dit was nodig vanwege de lage technische niveaus die het noodzakelijk maakten dat cijfers met de hand of met eenvoudige hulpmiddelen konden worden gebruikt. Deze hadden meestal betrekking op omzetting of vervanging. Een vervangend cijfer zoals het Caesarcijfer of ROT13 vervangt de ene letter in het alfabet door een andere. In ROT13 wordt elke letter vervangen door de letter 13 tekens erachter in het alfabet. Een transpositiecijfer werkt op dezelfde manier, maar heeft niet dezelfde verschuiving voor elk teken. Dergelijke technieken, zelfs wanneer het omzettingsalfabet na elke letter wordt gewijzigd, zijn relatief eenvoudig te kraken. Dit komt omdat de mogelijke toetsruimte laag is, er zijn maar een beperkt aantal verschillende toetsen die kunnen worden gebruikt. Zodra een vijand het cijfer begrijpt, kunnen ze gewoon alle sleutels proberen en het systeem breken.

Moderne cijfers vertrouwen op het principe van Kerckhoff. Daarin staat dat elk cryptosysteem veilig moet blijven, zelfs als het hele systeem, afgezien van de sleutel, bekend is bij de vijand. Als zodanig zijn moderne cijfers openbaar en goed onderzocht zonder hun veiligheid in gevaar te brengen. Nu hoeft alleen de sleutel geheim te worden gehouden, een prestatie die veel beter beheersbaar is dan het hele systeem geheim te houden.

Conclusie

Een cijfer is een andere naam voor een versleutelingsalgoritme. Sommige mensen gebruiken de term uitwisselbaar met code (zoals in gecodeerd = gecodeerd). Dit is echter niet strikt correct. Een code vertrouwt erop dat de betekenis van de code geheim blijft. Een code kan ook willekeurig worden bepaald. Een cijfer is een herhaalbaar algoritme voor het coderen van willekeurige gegevens. De beveiliging van een cijfer is afhankelijk van het feit dat de sleutel geheim blijft.

De term "cijfer" komt van het Arabische woord voor nul صفر (sifr). Het Romeinse cijfersysteem kende het concept nul niet, dus toen het Arabische cijfersysteem zich in de middeleeuwen naar Europa verspreidde, werd het Arabische woord overgenomen in het middeleeuws Latijn ad "cifra". Na verloop van tijd evolueerde deze term in Engeland naar het woord "cipher". Er wordt aangenomen dat het nieuwe concept van nul moeilijk te begrijpen was, dus werd de term gebruikt om te verwijzen naar een bericht of communicatie die moeilijk te begrijpen was, zelfs als deze niet echt was gecodeerd of gecodeerd.