Kriptografi
merupakan cabang teknik, namun tidak biasa sebab hal ini berkaitan dengan pertentangan yang aktif, pintar, dan jahat; teknik jenis lain (seperti teknik kimia dan sipil) hanya membutuhkan gaya natural netral. Terdapat juga riset berkembang yang memeriksa hubungan antara masalah kriptografi dan fisika kuantum.
Bidang kriptografi yang lebih modern dapat dibagi dalam beberapa area studi. Beberapa yang paling penting akan dibahas di sini.
Kriptografi kunci-simetris merujuk pada metode enskripsi dimana kedua pengirim dan penerima membagi kunci yang sama (atau, walaupun kuncinya tidak mirip, namun dapat berhubungan dengan cara komputasi sederhana). Hal ini menjadi satu-satunya jenis enkripsi yang ketahui publik hingga Juni 1976.[[Berkas:International Data Encryption Algorithm InfoBox Diagram.svg Satu putaran (dari
8.5) chiper International Data Encryption Algorithm, digunakan pada beberapa versi PGP (Pretty Good Privacy) untuk enkripsi tingkat tinggi, seperti e-mail Chiper kunci simetris diimplementasikan baik itu sebagai chiper blok atau chiper stream. Sebuah block chiper enchiper masukan pada blok plainteks sebagai lawanan untuk karakter individual, bentuk masukan yang digunakan oleh chiper aliran.
Standar Enkripsi Data (SED) dan Standar Enkripsi Lanjutan (SEL) merupakan desain chiper blok yang telah ditunjuk sebagai standar kriptografi oleh pemerintah Amerika (walaupun penunjukan SED pada akhirnya ditarik setelah SEL diadopsi). Walaupun penarikannya sebagai standar resmi, SED (masih menjadi varian yang masih terbukti dan lebih aman) masih cukup terkenal; Hal
ini digunakan oleh banyak penerapan dari enskripsi ATM hingga keamanan e-mail dan akses remote aman. Banyak chiper blok lainnya telah didesain dan dirilis, dengan kualitas yang bervariasi. Banyak telah juga yang dihancurkan, seperti FEAL
Beberapa chiper, yang berbeda dengan tipe 'blok', membuat berkas panjang material kunci yang panjang, dimana dikombinasikan dengan bit-bit teks atau karakter-karakter, sedikit mirip dengan one-time pad. Pada chiper aliran, aliran keluarannya diciptakan berdasarkan keadaan internal yang tersembunyi yang berubah saat chiper bekerja. Keadaan internal mulanya diatur menggunakan bahan kunci rahasia. RC4 sangat luas digunakan sebagai chiper aliran. Chiper blok dapat digunakan sebagai chiper aliran.
Fungsi hash Kriptografi merupakan algoritme kriptografi tipe ke-tiga. Fungsi ini mengambil segala panjang pesan sebagai input, dan panjang keluaran hash yang pendek dan tetap, yang dapat digunakan sebagai (sebagai contoh) tanda tangan digital. Untuk memiliki fungsi hash yang baik, penyerang tidak dapat mencari dua pesan yang dapat menghasilkan hash yang sama. MD4 merupakan
fungsi hash pangjang yang sekarang telah dapat dipecahkan; MD5, varian yang lebih kuat dari MD4, sudah luas digunakan namun dapat dipecahkan saat beroperasi. Agensi keamanan nasional Amerika mengembangkan serial Algoritme Hash Aman seperti fungsi hash MD5: SHA-0 ialah algoritme cacat yang kemudian ditarik; SHA-1 digunakan secara luas dan lebih aman dari MD5, namun
kriptanalisis telah menemukan serangan padanya; keluarga SHA-2 meningkatkan performa SHA-1, namun belum secara luas digunakan; dan kewenangan Amerika mengatakan hal ini cukup bijaksana dari sudut pandang keamanan untuk mengembangkan standar baru "toolkit algoritme hash NIST secara keseluruhan untuk peningkatan kekuatan secara signifikan. Sehingga, pada tahun 2012, standar nasional Amerika memilih SHA-3 sebagai standar desain hash yang baru.
Message authentication code (MAC) hampir mirip dengan fungsi hash kriptografi, kecuali terdapat kunci rahasia yang dapat digunakan untuk membuktikan nilai hash melalui serangkaian resep; kerumitan tambahan yang melindungi skema serangan algoritme penyingkat sederhana, dan dianggap cukup menguntungkan.
Kriptosistem kunci-simetris menggunakan kunci yang sama untuk enkripsi dan dekripsi sebuah pesan, walaupun pesan atau kelompok pesan dapat memiliki kunci yang berbeda dari yang lain. Kerugian yang paling signifikan dari chiper simetris ialah kebutuhan manajerial kunci untuk menggunakannya secara aman. Setiap sepasang pihak komunikasi yang berbeda harus, idealnya, membagi
kunci yang berbeda, dan juga membagi textchiper yang berbeda juga. jumlah kunci yang dibutuhkan meningkat dua kali lipat dari jumlah anggota jaringan, yang sangat cepat membutuhkan skema manajemen kunci komplek untuk menjaga semuanya tetap konsisten dan rahasia. Kesulitan dari menciptakan kunci rahasia yang aman di antara dua pihak yang saling berkomunikasi,
ialah, ketika belum adanya jaringan aman di antara keduanya, juga kehadiran chicken-and-egg problem yang dianggap menjadi tantangan praktikal untuk pengguna kriptografi di dunia nyata.
Pada jurnal pionir tahun 1976, Whifiled Diffie dan Martin Hellman mengusulkan istilah dari kriptografi kunci-publik (juga, secara umum, disebut kunci asimetris) pada dua istilah yang berbeda namun secara matematis terdapat kunci yang berhubungan, yaitu kunci publik dan kunci privat. Sistem kunci pablik dikonstruksikan sangat baik sehingga kalkulasi dari satu kunci ('kunci privat') secara komputasional
tidak mirip dengan (kunci 'publik') walaupun secara kebutuhan mereka mirip. Malah, kedua kunci dihasilkan secara rahasia, sebagai pasangan yang tidak berhubungan. Sejarawan David Kahn menjelaskan kriptografi kunci-publik sebagai "konsep baru paling revolusioner dalam bidang ini sejak substitusi polialfabetik yang ditemukan pada masa Renaissance
Dalam ekosistem kunci-publik, kunci publik dapat secara bebas terdistribusi, saat pasangannya kunci privat harus selalu terjaga rahasia. Pada sistem enkripsi kunci-publik, kunci publik digunakan untuk enkripsi, sedang kunci privat atau rahasia digunakan untuk dekripsi. Sementara Diffie dan Hellman tidak dapat menemukan sistem seperti itu, mereka menunjukkan bahwa kriptografi kunci-publik memang
benar mungkin dengan menunjukkan protokol Diffie-Hellman key exchange, sebuah solusi yang sekarang digunakan secara luas dalam komunikasi aman, mengizinkan dua kelompok untuk secara rahasia membagi kunci enkripsi.
Jurnal Diffie dan Hellman menyebar luas pada dunia akademi dalam mencari sistem enkripsi kunci-publik praktis. Lalu pada tahun 1978 Ronald Rivest, Adi Shamir, dan Len Adleman, menemukan solusi yang kini dikenal sebagai algoritme RSA.
Algoritme Diffie-Hellman dan RSA, sebagai tambahan dalam menciptakan contoh algoritme kunci-publik kualitas tinggi pertama yang dikenal publik, telah sangat luas digunakan. Yang lain termasuk Kriptosistem Cramer-Shoup, Enkripsi ElGamal, dan varian Teknik kurva eliptis.
Lalu, dokumen yang dipublikasikan pada tahun 1997 oleh Government Communication Headquarters (GCHQ), organisasi rahasia Inggris, mengungkapkan bahwa kriptografer di GCHQ telah mengantisipasi beberapa pengembangan akademik. Dilaporkan, sekitar tahun 1970, James H. Ellis telah memahami prinsip kriptografi kunci asimetris. Pada tahun 1973, Clifford Cocks menemukan sulisi yang esensialnya
menyerupai algoritme RSA. Dan pada tahun 1974, Malcom J. Williamson diklaim telah mengembangkan algoritme pertukaran Diffie-Hellman.
Kriptografi kunci-publik dapat juga digunakan untuk mengimplementasikan skema tanda tangan digital. Tanda tangan digital berhubungan dengan tanda tangan pada umumnya; mereka memiliki karateristik yang sama dimana mudah bagi pengguna untuk membuatnya, namun sangat sulit bagi orang lain untuk memalsukannya. Tanda tangan digital dapat juga secara permanen mengikat pada konten pesan yang sedang ditanda tangani;
mereka lalu tidak dapat 'dipindahkan' dari satu dokumen ke dokumen yang lain, dan setiap usaha akan dapat terdeteksi. Pada skema tanda tangan digital, terdapat dua algoritme: satu untuk menandatangani, dimana kunci rahasia digunakan untuk memproses pesan (atau hash dari pesan, atau keduanya), dan satu untuk verivikasi, dimana kunci publik yang sesuai digunakan