Niemiecka maszyna szyfrująca Lorenza, wykorzystywana podczas II wojny światowej do szyfrowania wiadomości sztabowych wysokiego szczebla.

Kryptologia (z gr. κρυπτός – kryptos – "ukryty" i λόγος – logos – "słowo") – dziedzina wiedzy o przekazywaniu informacji w sposób zabezpieczony przed niepowołanym dostępem. Współcześnie kryptologia jest uznawana za gałąź zarówno matematyki, jak i informatyki; ponadto jest blisko związana z teorią informacji, inżynierią oraz bezpieczeństwem komputerowym.

Kryptologię dzieli się na:

Kryptologia ma szerokie zastosowanie w społeczeństwach rozwiniętych technicznie; wykorzystuje się ją np. w rozwiązaniach zapewniających bezpieczeństwo kart bankomatowych, haseł komputerowych i handlu elektronicznego.

Terminologia

Istotnym elementem technik kryptograficznych jest proces zamiany tekstu jawnego w szyfrogram (inaczej kryptogram); proces ten nazywany jest szyfrowaniem, a proces odwrotny, czyli zamiany tekstu zaszyfrowanego na powrót w możliwy do odczytania, deszyfrowaniem.

Przez szyfr rozumiana jest para algorytmów służących do przeprowadzenia obu procesów. Wraz z algorytmami dodatkowo używa się kluczy, czyli pewnych niezbędnych parametrów, od których zależy wynik obu procesów. Innymi słowy: znajomość algorytmu i szyfrogramu bez dostępu do klucza nie pozwoli na odtworzenie tekstu jawnego.

Kryptografia nie zajmuje się jednak wyłącznie szyfrowaniem i deszyfrowaniem tekstów. Po pierwsze, dane przekazywane są najczęściej w postaci binarnej, co umożliwia również obróbkę takich danych jak dźwięk czy obraz; po drugie, równie ważne jak zapewnianie poufności danych jest ich integralność (niezmienność danych w czasie procesu), uwierzytelnianie (pewność co do ich pochodzenia) oraz niezaprzeczalność (nadawca nie może wyprzeć się faktu, że był nadawcą wiadomości). Ponadto kryptografia zajmuje się takimi zagadnieniami, jak: podpis cyfrowy, głosowanie elektroniczne (e-voting), dowód z wiedzą zerową, współdzielenie tajemnic, obliczenia wielopodmiotowe i inne.

Ważnym terminem używanym w kryptografii jest kryptosystem, a więc system obejmujący zastosowane w danym wypadku szyfry, metody generowania kluczy, urządzenia wraz z oprogramowaniem oraz procedury ich użycia. Istotnym aspektem kryptosystemu jest jego bezpieczeństwo – odporność na ataki kryptologiczne.

W języku potocznym termin kodowanie używany jest dla nazywania wszelkich metod szyfrowania lub ukrywania znaczenia. W kryptografii jednak kodowanie ma nieco inne znaczenie. Podstawowa różnica polega na zastosowaniu odmiennych narzędzi podczas zamiany tekstu otwartego na utajniony przy pomocy obu tych sposobów działania; o ile w procesie szyfrowania istotnym jego elementem jest klucz, to kodowanie obywa się bez tego składnika systemu – odbywa się ono przy pomocy książki kodowej – rodzaju słownika wiążącego słowa i wyrażenia języka tekstu jawnego z odpowiadającymi im "słowami" kodu. Następuje zamiana jednostek tekstu jawnego (tzn. znaczących słów lub zdań) na słowa kodowe (np. Atak o świcie zostaje zastąpiony słowem Szarlotka).

Z kodów tego typu w obecnej kryptografii się nie korzysta, z wyjątkiem ich zastosowania jako kryptonimów operacji wojskowych (np. Operacja Overlord czy Akcja Burza), ze względu na fakt, że dobrze dobrany szyfr jest zarówno praktyczniejszy, jak i bardziej bezpieczny niż jakikolwiek kod. Ponadto szyfry są lepiej dopasowane do wykorzystania za pomocą sprzętu komputerowego.

Kryptologia i kryptografia

W sensie ścisłym określenia kryptografia i kryptologia, jako opisujące pewne dziedziny nauki, mają znaczenie podane we wstępie; kryptografia jest pojęciem węższym. Jednak w praktycznym stosowaniu technik kryptologicznych zwykle używane jest słowo kryptografia. Dla przykładu: mówi się o protokołach, systemach, technikach czy zabezpieczeniach kryptograficznych (nie kryptologicznych). Można więc mówić o drugim znaczeniu słowa kryptografia, którym jest praktyczne wykorzystanie technik z dziedziny nauki – kryptologii.