2. Кодування та декодування повідомлень

Під час опрацювання повідомлень, поданих словами, числами, графічними зображеннями, звуками тощо, часто змінюють спосіб подання з метою зберігання, передавання, опрацювання або захисту повідомлень.

Кодування повідомлень виконується з метою їх зберігання, передавання, подальшого опрацювання, захисту. Для кодування повідомлень визначають набір сигналів, які будуть використані для заміни сигналів заданого повідомлення, та правила, за якими здійснюється ця заміна. 

Відомості про товари кодують з використанням штрихкодів (рис.1). Групи цифр на штрихкоді є кодами країни та підприємства, що є виробником певного товару, та самого товару.

Рис.1

Усі повідомлення – текстові, числові, графічні, звукові та інші, які ми створюємо, зберігаємо та опрацьовуємо з використанням комп’ютера, кодуються з використанням двійкового коду.

Для кодування повідомлень визначають не лише набір сигналів, які будуть використані для заміни сигналів заданого повідомлення, а й правила, за якими здійснюється ця заміна.  

На основі правила, за яким кодується повідомлення, утворюється правило для відновлення початкового повідомлення.

Декодування повідомлень відбувається, коли ми читаємо вголос надрукований текст, виконуємо музичний твір по нотах, розшифровуємо повідомлення, визначаємо за штрихкодом країну, у якій виготовлено товар, тощо. 

У комп’ютерних системах файли, у яких зберігаються дані різних типів, є прикладами закодованих повідомлень. Для кодування даних кожного типу (текстових, графічних, звукових тощо) використовують різні алгоритми.  Відповідно до використаних алгоритмів кодування утворюються файли різних форматів (DOCX, TXT, BMP, JPG, MP3 та інші). Коли файл відкривають для опрацювання у відповідній програмі, відбувається процес декодування. Якщо спробувати відкрити файл у невідповідній програмі, то початкове повідомлення не буде відтворено, оскільки така програма не містить потрібного алгоритму декодування. Кодування та декодування повідомлень є прикладами інформаційних процесів опрацювання даних. 

Не для кожного закодованого повідомлення передбачається його вільне декодування будь-яким користувачем. Наприклад, шифрування повідомлень широко використовується для захисту повідомлень від несанкціонованого доступу під час їх передавання комп’ютерними мережами.

Користувачі для дешифрування повинні знати правило декодування. Таким чином забезпечується конфіденційність даних. Шифрування передбачає використання криптографічного ключа в поєднанні з різними математичними алгоритмами.

Шифрування може виконуватися з використанням симетричних або асиметричних алгоритмів.

Симетричне шифрування:

• Один ключ для шифрування і дешифрування.
• Приклад: Шифр Цезаря — зсув літер алфавіту на певну кількість позицій.

Асиметричне шифрування

• Використовуються два ключі:
  • Відкритий (public) — для шифрування.
  • Закритий (private) — для дешифрування.
• Використовується для захищеної передачі даних в інтернеті.

Симетричний алгоритм шифрування використовує один криптографічний ключ і симетричні правила для шифрування та дешифрування даних. У шифрі Цезаря число, що визначає величину зсуву, є криптографічним ключем. Якщо для шифрування вибрано, наприклад, зсув на 4 літери праворуч, то для дешифрування – зсув на 4 літери ліворуч. Симетричність полягає в тому, що для шифрування та дешифрування величина зсуву однакова, а напрямки протилежні.

Асиметричний алгоритм шифрування  передбачає використання різних ключів для шифрування та дешифрування даних. Один з цих ключів є відкритим, а інший – закритим. Використовуючи відкритий ключ, будь-хто може зашифрувати повідомлення, але дешифрувати його може лише той, хто має закритий ключ. 

Повідомлення передаються від джерела до приймача каналами зв’язку. Щоб передати повідомлення за допомогою технічних засобів, його необхідно закодувати відповідно до типу каналу зв’язку. Після передавання повідомлення набуває вигляду, зрозумілого для приймача (рис. 2).