Разработка алгоритмов защиты информации в сетях АТМ
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?улированы следующие общепринятые требования:
зашифрованные сообщения должны 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 дешифрования информации путём перебора всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров (с учётом возможности использования сетевых вычислений), или требовать неприемлемо высоких затрат на эти вычисления;
знание алгоритма шифрования не должно влиять на надёжность защиты;
незначительные изменения ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при шифровании одного и того же исходного текста;
незначительные изменения исходного текста должны 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, должны быть полностью и надёжно скрыты в шифрованном тексте;
длинна шифрованного текста не должна превосходить длину исходного текста;
не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостей между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования;
любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надёжную защиту информации;
алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования.
2.2 Симметричные криптосистемы
Под симметричными криптосистемами понимаются такие криптосистемы, в которых для шифрования и дешифрования используется один и тот же ключ. Для пользователей это означает, что прежде, чем начать использовать систему, необходимо получить общий секретный ключ так, чтобы исключить к нему доступ потенциального злоумышленника. Всё многообразие симметричных криптосистем основывается на следующих базовых классах:
моно- и многоалфавитные подстановки - это наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу. В случае моноалфавитных подстановок каждый символ исходного текста преобразуется в символ шифрованного текста по одному и тому же закону. При многоалфавитной подстановке закон преобразования меняется от символа к символу. Для обеспечения высокой криптостойкости требуется использование больших ключей. К этому классу относится так называемая криптосистема с одноразовым ключом, обладающая абсолютной теоретической стойкостью, но, к сожалению, неудобная для практического применения.
перестановки - также не сложный метод криптографического преобразования, заключающийся в перестановке местами символов исходного текста по некоторому правилу. Шифры перестановок в настоящее время не используются в чистом виде, так как их криптостойкость недостаточна;
блочные шифры - представляют собой семейство обратимых преобразований блоков (частей фиксированной длины) исходного текста. Фактически блочный шифр - это система подстановки блоков. В настоящее время блочные шифры наиболее распространены на практике. Российские и американские стандарты шифрования относятся именно к этому классу шифров;
гаммирование - представляет собой преобразование исходного текста, при котором символы исходного текста складываются (по модулю, равному мощности алфавита) с символами псевдослучайной последовательности, вырабатываемой по некоторому правилу. Собственно говоря, гаммирование нельзя целиком выделить в отдельный класс криптографических преобразований, так как эта псевдослучайная последовательность может вырабатываться, например, с помощью блочного шифра. В случае, если последовательность является истинно случайной (например, снятой с физического датчика) и каждый её фрагмент используется только один раз, мы получаем криптосистему с одноразовым ключом.
2.3 Ассиметричные криптосистемы
Ещё одним обширным классом криптографических систем являются так называемые ассиметричные или двухключевые системы. Эти системы характеризуются тем, что для шифрования и для дешифрования используются разные ключи, связанные между собой некоторой зависимостью. При этом данная зависимость такова, что установить один ключ, зная другой, с вычислительной точки зрения очень трудно.
Один из ключей (например, ключ шифрования) может быть сделан общедоступным, и в этом случае проблема получения общего секретного ключа для связи отпадает. Если сделать общедоступным ключ дешифрования, то на базе полученной системы можно построить систему аутентификации передаваемых сообщений. Поскольку в большинстве случаев один ключ из пары делается общедоступным, такие системы получили также название криптосистем с открытым ключом.
Криптосистема с открытым ключом определяется тремя алгоритмами:
генерации ключей;
шифрования;
дешифрования.
Алгоритм генерации ключей открыт, всякий может подать ему на вход случайную строку r надлежащей длины и получить пару ключей (k1, k2). Один из ключей (например, k1) публикуется, он называется открытым, а второй, н