práce s daty
Nejmenší jednotka informace - 1 bit
Odpověď ANO / NE na nějakou otázku
Kódujeme pouze dva různé stavy (např. ANO = 1, NE = 0)
Všechna data v počítači jsou uloženy jako 0 a 1 (digitální počítače)... Počítače využívají dvojkovou (binární) soustavu.
Proč - stačí realizovat dva různé stavy: je pod napětím / nební pod napětím;
- kódování čísel
- kódování tetu
- kódování obrázku (ČB/B), videa
- kódování zvuku
Využití binární soustavy pro kódování dat v pc - 1945 - John von Neumann
Kolik různých stavů můžeme zakódovat pomocí jednoho bitu?
Jak souvisí počet bitů s počtem různých kódů?
- 2 bity - 4 možnosti
- 3 bity - 8 možností
- 4 bity - 16 možností
- 8 bitů - 256 možností atd. (ASCII kód - kódování znaků)
- 24 bitů, příp. 32 bitů - kódování barev
- počet kódů = 2^počet bitů
Jednotky: bit - označení jednoho ze dvou možných stavů (buď 0 nebo 1), Byte (bajt) = 8 bitů
bit ..... b
Byte .... B
1 B = 8 b
Přenosové rychlosti: Mb/s (proč asi?)
Násobné jednotky: kB, MB, GB, TB ...
Stránka papíru A4 - 30 řádků á 100 znaků - 3000 znaků. 1 znak = 1B => cca 3 KB (dnes 1 znak 2B => 6 KB) => kniha o 1000 stránek - 6 MB
Obrazovka 1920 × 1080 => cca 2 miliony obrazových bodů. Barva bodu - 3 B => 6MB
Fotografie 20 Mpx - barva 3 B - jpeg 1/10 => 6 MB
Zvuk MP3 1 min = 2 MB => písnička 3 min = 6 MB dat
Video - nízké rozlišení v HD kvalitě, 25 snímků/s, komprimované => 1/2 min - 6 MB dat
Kódování textu
Každý znak má přidělené číslo
Čísla znaků jsou převedena do binární soustavy
Nuly a jedničky jsou realizovány nějakým fyzikálním principem (napětí, proud, mg.pole, odraz světla...)
Jaké písmeno představuje tento signál?
Dopíšeme k signálům 0 a 1. Získáme binární číslo
Převedeme binární číslo na desítkové (kalkulačka - programátorská).
V tabulce ASCII najdeme k číselnému kódu znak.
Signál reprezentuje písmeno: .....................
původní ASCII - znak - 7b - 127 znaků
Windows - 8 b - 255 znaků (Windows 1250)
UTF-16 - rozšíření ASCII tabulky - 2^16 = 65535 znaků (princip zůstává stejný)
Word levý ALT + 0142 => písmeno Ž
napiš 017D (017E), stiskni alt+x, resp. napiš písmeno a stiskni alt+x
Kód kóduje značku nějaké organizace - které?
Textový editor (WORD) - levý ALT + 65 ??? resp. napiš 0041 a stiskni levý ALT+X ??? co se stane?
UTF8
0 - 127 ....... 8 b
128 - 2047 .... 16 b
Šifrování
Kód × šifra
Kód mění způsob zápisu (znaků, barev, zvuků) - např. kvůli možnosti uložení v PC
Algoritmus není utajovaný, lze ho dohledat a sdělení dekódovat.
Šifra má za úkol obsah sdělení utajit - skrýt před nepovolanými.
Šifry používají algoritmy (předpisy) jak šifrovat a navíc tzv. klíče (jedinečné pro dané šifrování).
Ceasarova šifra:
Algoritmus - písmena se posunula, klíč - posun o 3 znaky,
Pro rozluštění šifry potřebujeme znát šifrovací algoritmus a použitý klíč.
Substituční šifra - určitý znak je nahrazen jiným, ale vždy stejným znakem.
Z četnosti výskytu znaků se dá odvodit, který znak představuje které písmeno
26 písmen latinské abecedy => nelze generovat různé klíče - nutně se musí opakovat...
Morseova abeceda - četnost znaků .... e ● t ─ proč???
Symetrická šifra - k zašifrování i dešifrování se použije stejný klíč.
Na klíči se obě strany komunikace předem domluví - klíče si vymění zabezpečeným způsobem.
Vhodný na lokální (místní) šifrování dat (SSD, flash disk, SD karta, DVD - uložení dat).
Klíč - několik set znaků, token - nosič klíče (spec. flash disk, čipová karta)... nutnost získat fyzické zařízení - nesnadná krádež dat.
Internet - asymetrické šifrování
- umožňuje bezpečnou komunikaci bez předchozí osobní výměny klíče.
- Používají se k tomu dva klíče - veřejný a soukromý.
- Veřejným klíčem se zpráva pouze zašifruje, dešifrovat zprávu lze pouze soukromým klíčem.
Útočník získá zprávu i veřejný klíč - zprávu nelze dešifrovat 😒
Asymetrická kryptografie - složité výpočty - pomalá komunikace
Praxe: přes asym. kryptografii si vyměnit klíč pro následné symetrické šifrování.
Data se šifrují symetricky.
Šifrovací klíč je pro každou komunikaci vždy nově generován.
Využití šifrované komunikace - protokol (způsob komunikace mezi zařízeními) HTTPS.
Při každém otevření zabezpečené webové stránky dochází ke generování třech klíčů a jejich výměně pro následnou šifrovanou komunikaci.
Klíč 1 - symetrické kódování obsahu stránky
Klíč 2 - veřejný klíč pro bezpečnou výměnu klíče 1 mezi zařízeními
Klíč 3 - soukromý klíč pro bezpečnou výměnu klíče 1 mezi zařízeními
TSL/SSL - protokol, který využívá HTML pro navázání šifrovaného spojení mezi serverem a klientem.
RSA - algoritmus asymetrické šifry používaný TSL/SSL (256 a více bitů).
Šifrování - nakupování, bankovnictví, cloudové technologie...
přenos informací