Криптография
nbsp; большое колличество различных методов
шифрования, созданы теоретические и практические основы их применения.
Подавляющие число этих методов может быть успешно использовано и для
закрытия информации.
Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким
образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании
ключа.
В качестве информации, подлежащей шифрованию и дешифрованию, будут
рассматриваться тексты, построенные на некотором алфавите. Под этими
терминами понимается следующее.
Алфавит - конечное множество используемых для кодирования информации
знаков.
Текст - упорядоченный набор из элементов алфавита.
В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно
привести следующие:
алфавит Z33 - 32 буквы русского алфавита и пробел;
алфавит Z256 - символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8;
бинарный алфавит - Z2 = {0,1};
восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;
Шифрование - преобразовательный процесс: исходный текст, который носит
также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.
Дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный
текст преобразуется в исходный.
Рис. 1. Процедура шифрования файлов.
Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и
дешифрования текстов.
Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований
открытого текста. Члены этого семейства индексируются, или обозначаются
символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K - это набор
возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный
ряд букв алфавита.
Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом.
В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования
используется один и тот же ключ.
В системах с открытым ключом используются два ключа - открытый и
закрытый, которые математически связаны друг с другом. Информация шифруется
с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а
расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю
сообщения.
Термины распределение ключей и управление ключами относятся к процессам
системы обработки информации, содержанием которых является составление и
распределение ключей между пользователями.
Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его
криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста
другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.
Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его
стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. криптоанализу). Имеется
несколько показателей криптостойкости, среди которых:
количество всех возможных ключей;
среднее время, необходимое для криптоанализа.
Преобразование Tk определяется соответствующим алгоритмом и значением
параметра k. Эффективность шифрования с целью защиты информации зависит от
сохранения тайны ключа и криптостойкости шифра.
Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как
программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация отличается существенно
большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая
производительность, простота, защищенность и т.д. Программная реализация
более практична, допускает известную гибкость в использовании.
Для современных криптографических систем защиты информации
сформулированы следующие общепринятые требования:
зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа;
число операций, необходимых для определения использованного ключа
шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему
открытого текста, должно быть не меньше общего числа возможных ключей;
число операций, необходимых для расшифровывания информации путем перебора
всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за
пределы возможностей современных компьютеров (с учетом возможности
использования сетевых вычислений);
знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;
незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению
вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же
ключа;
структурные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными;
дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен
быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;
длина шифрованного текста должна быть равной длине исходного текста;
не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостью между ключами,
последовательно используемыми в процессе шифрования;
любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту
информации;
алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при
этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению
алгоритма шифрования.
1.Симметричные криптосистемы
1.1. Классификация криптографических методов
Все многообразие существующих криптографических методов можно свести к
следующим классам преобразований:
Перестановки
Рис.1.1.Классы преобразований симметричных криптосистем.
Многоалфавитная подстановка - наиболее простой вид преобразований,
заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же
алфавита) по более или менее сложному правилу. Для обеспечения высокой
криптостойкости требуется использование больших ключей.
Перестановки - несложный метод криптографического преобразования.
Используется как правило в сочетании с другими методами.
Гаммирование - этот метод заключается в наложении на исходный текст
некоторой псевдослучайной послед
| |  скачать работу |
Криптография | 
