Проектирование криптографической системы для поточного зашифровывания информации
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ь зашифрованный блок данных можно только перебрав все возможные ключи, до тех пор, пока сообщение не окажется осмысленным. Так как по теории вероятности искомый ключ будет найден с вероятностью 1/2 после перебора половины всех ключей, то на взлом идеально стойкого криптоалгоритма с ключом длины N потребуется в среднем 2N-1 проверок. Таким образом, в общем случае стойкость блочного шифра зависит только от длины ключа и возрастает экспоненциально с ее ростом.
Кроме этого условия к стойким криптоалгоритмам применяется еще одно очень важное требование, которому они должны обязательно соответствовать. При известных исходном и зашифрованном значениях блока ключ, которым произведено это преобразование, можно узнать также только полным перебором. Ситуации, в которых постороннему наблюдателю известна часть исходного текста встречаются достаточно часто. Это могут быть стандартные надписи в электронных бланках, фиксированные заголовки форматов файлов, довольно часто встречающиеся в тексте длинные слова или последовательности байт. Ввиду этой проблемы описанное выше требование не является ничем чрезмерным и также строго выполняется стойкими криптоалгоритмами, как и первое.
Все действия, производимые над блочными криптоалгоритмами, основаны на том факте, что преобразуемый блок может быть представлен в виде целого неотрицательного числа из диапазона, соответствующего его разрядности.
Симметричные криптосистемы обладают следующими достоинствами, по сравнению с ассиметричными криптосистемами [21]:
скорость;
простота реализации (за iёт более простых операций);
меньшая требуемая длина ключа для сопоставимой стойкости;
изученность (за iёт большего возраста).
И следующими недостатками:
сложность управления ключами в большой сети. Означает квадратичное возрастание числа пар ключей, которые надо генерировать, передавать, хранить и уничтожать в сети;
сложность обмена ключами. Для применения необходимо решить проблему надёжной передачи ключей каждому абоненту, так как нужен секретный канал для передачи каждого ключа обеим сторонам.
2.2.2 Сравнительный анализ ассиметричных систем шифрования
Симметричные криптосистемы, рассмотренные ранее, несмотря на множество преимуществ, обладают серьезным недостатком. Связан он с ситуацией, когда общение между собой производят большое количество людей. В этом случае для каждой пары, переписывающейся между собой, необходимо создавать свой секретный симметричный ключ. Это в итоге приводит к существованию в системе из N пользователей N2/2 ключей. Кроме того, при нарушении конфиденциальности какой-либо рабочей станции злоумышленник получает доступ ко всем ключам этого пользователя и может отправлять сообщения от его имени всем абонентам.
Своеобразным решением этой проблемы явилось появление асимметричной криптографии. Асимметричная криптография изначально задумана как средство передачи сообщений от одного объекта к другому (а не для конфиденциального хранения информации, которое обеспечивают только симметричные алгоритмы). Основная идея асимметричных криптоалгоритмов состоит в том, что для шифрования сообщения используется один ключ, а при дешифровании - другой. Этот подход представлен на рисунке 2.4:
Рисунок 2.4 - Принцип работы ассиметричных систем шифрования
Здесь K - пространство ключей, а е и d - ключи шифрования и расшифрования соответственно. E - функция шифрования для произвольного ключа e, а D - функция расшифрования для произвольного ключа d. Также c - полученный шифротекст, а m - исходное сообщение.
Процедура шифрования выбрана так, что она необратима даже по известному ключу шифрования - это второе необходимое условие асимметричной криптографии. То есть, зная ключ шифрования и зашифрованный текст, невозможно восстановить исходное сообщение - прочесть его можно только с помощью второго ключа - ключа дешифрования. А раз так, то ключ шифрования для отправки писем какому-либо лицу можно вообще не скрывать - зная его все равно невозможно прочесть зашифрованное сообщение.
В целом система переписки при использовании асимметричного шифрования выглядит следующим образом. Для каждого из N абонентов, ведущих переписку, выбрана своя пара ключей: открытый e и закрытый d. Все открытые ключи известны всем пользователям сети, каждый закрытый ключ, наоборот, хранится только у того абонента, которому он принадлежит. Как мы видим, во-первых, в асимметричных системах количество существующих ключей связано с количеством абонентов линейно (в системе из N пользователей используются 2N ключей), а не квадратично, как в симметричных системах. Во-вторых, при нарушении конфиденциальности k-ой рабочей станции злоумышленник узнает только ключ dk - это позволяет ему читать все сообщения, приходящие абоненту k, но не позволяет выдавать себя за него при отправке писем.
Асимметричные криптосистемы обладают следующими достоинствами, по сравнению с симметричными криптосистемами [21]:
отсутствие необходимости предварительной передачи секретного ключа по надёжному каналу;
симметричной криптографии ключ держится в секрете для обеих сторон, а в асимметричной криптосистеме только один секретный;
при симметричном шифровании необходимо обновлять ключ после каждого факта передачи, тогда как в асимметричных криптосистемах пару (E, D)можно не менять значительное время;
в больших сетях число ключей в асимметричной криптосистеме з
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение