===== Symetrické šifrování =====

**Symetrické šifrování** (též **symetrická kryptografie**) je kryptografická metoda, při které se pro **šifrování** i **dešifrování** dat používá **stejný tajný klíč**. Tento přístup je jedním ze dvou základních typů šifrování (druhým je [[Asymetrické šifrování|asymetrické šifrování]]) a je známý svou **vysokou rychlostí** a **nízkou výpočetní náročností**, což jej činí vhodným pro šifrování velkých objemů dat.

== Princip fungování =

V symetrickém šifrování komunikující strany (např. Alice a Bob) sdílejí **společný tajný klíč** **K**. Tento klíč musí být znám pouze těmto stranám a musí být předáván **bezpečným kanálem** – jinak může být celý systém kompromitován.

Proces probíhá takto:

**Šifrování**: Odesílatel vezme otevřený text (**plaintext**) **P** a pomocí algoritmu **E** a klíče **K** vytvoří šifrovaný text (ciphertext) C: C = E(K, P)
  - **Dešifrování**: Příjemce vezme ciphertext **C**, aplikuje dešifrovací algoritmus **D** se stejným klíčem **K** a získá původní zprávu:  
    **P = D(K, C)**

Klíčovým požadavkem je, aby bez znalosti klíče **K** bylo **výpočetně nemožné** z ciphertextu zrekonstruovat původní zprávu.

===== Výhody a nevýhody =====

^ Výhody ^ Nevýhody ^
| **Vysoká rychlost** – vhodné pro šifrování velkých datových proudů (např. souborů, komunikace v reálném čase). | **Problém s distribucí klíčů** – obě strany musí mít stejný klíč, což vyžaduje bezpečný způsob jeho výměny. |
| **Nízká výpočetní náročnost** – dobře škáluje i na zařízeních s omezenými zdroji (IoT, mobilní zařízení). | **Škálovatelnost** – v síti s **n** uživateli je potřeba **n(n−1)/2** klíčů pro vzájemnou komunikaci, což rychle roste. |
| **Dobře ověřené algoritmy** – mnoho standardizovaných a dlouhodobě testovaných šifer. | **Žádná vestavěná autentizace** – symetrické šifry samy o sobě neověřují totožnost odesílatele (vyžadují doplnění, např. MAC nebo digitální podpis). |

===== Typy symetrických šifer =====

==== Blokové šifry (Block ciphers) ====

Blokové šifry zpracovávají data po **pevně stanovených blocích** (např. 64 nebo 128 bitů). Pokud vstupní data nejsou násobkem velikosti bloku, použije se **doplnění (padding)**.

Známé blokové šifry:
  * **DES** (Data Encryption Standard) – 64bitové bloky, 56bitový klíč; dnes považován za nebezpečný.
  * **3DES** (Triple DES) – třikrát aplikovaný DES s různými klíči; pomalejší, ale bezpečnější než DES.
  * **AES** (Advanced Encryption Standard) – moderní standard; bloky 128 bitů, klíče 128/192/256 bitů; široce používaný v praxi (TLS, diskové šifrování, Wi-Fi, atd.).
  * **Blowfish**, **Twofish** – alternativní šifry, méně běžné, ale bezpečné.

Aby blokové šifry mohly šifrovat data delší než jeden blok, používají se tzv. **režimy provozu**:
  * **ECB** (Electronic Codebook) – každý blok se šifruje nezávisle; nevhodný pro opakující se data (odhaluje vzory).
  * **CBC** (Cipher Block Chaining) – každý blok se před šifrováním XORuje s předchozím ciphertextem; vyžaduje **inicializační vektor (IV)**.
  * **CTR** (Counter) – převádí blokovou šifru na streamovou; vhodná pro paralelizaci.
  * **GCM** (Galois/Counter Mode) – poskytuje šifrování **i** ověření integrity (AEAD – Authenticated Encryption with Associated Data).

==== Streamové šifry (Stream ciphers) ====

Streamové šifry generují **pseudonáhodný klíčový proud** (keystream), který se bit po bitu (nebo bajt po bajtu) kombinuje s otevřeným textem – obvykle pomocí operace **XOR**.

Výhody:
  * Nevyžadují padding.
  * Ideální pro reálný čas a proudová data (např. audio/video streamy).

Příklady:
  * **RC4** – dříve široce používaná (např. v SSL/TLS), ale dnes považována za nebezpečnou kvůli slabostem.
  * **ChaCha20** – moderní, rychlá a bezpečná streamová šifra; často používána spolu s **Poly1305** pro autentizaci (ChaCha20-Poly1305).
  * **Salsa20** – předchůdce ChaCha20.

===== Použití v praxi =====

Symetrické šifrování je **základem většiny moderních bezpečnostních protokolů**:

  * **TLS/SSL**: Po výměně klíčů pomocí asymetrické kryptografie (např. RSA nebo ECDH) se komunikace přenáší pomocí symetrické šifry (AES-GCM, ChaCha20-Poly1305).
  * **Diskové šifrování**: BitLocker (Windows), FileVault (macOS), LUKS (Linux) – všechny využívají AES.
  * **Wi-Fi zabezpečení**: WPA2 a WPA3 používají AES v režimu CCMP nebo GCMP.
  * **Šifrované zálohy, e-mailové klienty, messengerové aplikace** (např. Signal) – vnitřně využívají symetrické šifry pro efektivitu.

===== Bezpečnostní doporučení =====

  * **Nikdy nepoužívej ECB režim** pro citlivá data – odhaluje strukturu zprávy.
  * Používej **náhodný inicializační vektor (IV)** pro režimy jako CBC nebo CTR – nikdy stejný IV s tím samým klíčem!
  * Pro nové projekty upřednostňuj **AES-128** nebo **AES-256** v bezpečném režimu (GCM, CTR).
  * Alternativně zvaž **ChaCha20-Poly1305**, zejména na platformách bez hardwarové podpory AES.
  * Nikdy neimplementuj vlastní šifrovací algoritmus – používej ověřené knihovny jako **OpenSSL**, **libsodium**, **Bouncy Castle**.

===== Související pojmy =====

  * [[Kryptografie]]
  * [[Asymetrické šifrování]]
  * [[AES]]
  * [[Šifrování]]
  * [[Hašovací funkce]]
  * [[MAC (Message Authentication Code)]]

===== Viz také =====

  * [[Blokové šifry]]
  * [[Streamové šifry]]
  * [[Režimy provozu blokových šifer]]
  * [[TLS]]