Разработка блока вычисления индекса для системы нелинейного шифрования данных
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
символом из того же алфавита (соответственно группой символов того же размера и из того же алфавита).
Современные системы поблочного шифрования потока данных используются от 16 до 32 раундов перемешивания и рассеивания символов для обеспечения высокой стойкости шифра и статической равномерности символов (битов) в шифрованном тексте [15]. Применение в таких системах операций подстановок, перестановок и циклического сдвига позволяет использовать стандартные микропроцессоры и реализовать аппаратные средства с требуемым быстродействием. Однако в таких системах имеет место распространения ошибок на всю длину блока и обеспечивается низкая скорость шифрования при программной реализации криптосистемы из-за большого количества шифрующих операций [11,13,16].
Хотя подавляющее большинство существующих шифров с секретным ключом с определенностью могут быть отнесены или к поточным или к блочным шифрам, теоретически граница между этими классами остается довольно размытой. Так, например, допускается использование алгоритмов блочного шифрования в режиме поточного шифрования.
Выводы
1. Проанализировав различные криптографические методы защиты информации, пришли к выводу, что каждый из рассмотренных методов имеет свои достоинства и недостатки. Для обеспечения информационной безопасности объекта, необходимо использовать сочетания различных криптографических алгоритмов.
. Выбор типа реализации криптозащиты для конкретной информационной системы в существенной мере зависит от ее особенностей и должен опираться на всесторонний анализ требований, предъявляемых к системе защиты информации. Например, алгоритмы ассиметричных систем защиты информации от НСД настолько трудоемки по сравнению с обычными алгоритмами симметричного шифрования, что на практике рационально их использовать там, где объем шифрованной информации незначителен.
3. Основы работы ГЕНЕРАТОРОВ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
.1 Генераторы псевдослучайных последовательностей
Сфера применения генераторов псевдослучайных последовательностей чрезвычайно широка. Можно выделить следующие области:
космическая связь;
коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки;
защита информации и др.
Шифрование, как и дешифрация, осуществляется путем суммирования по модулю 2 исходных данных (в цифровом виде) и псевдослучайной последовательности, полученной с помощью генератора ПСП. Стойкость алгоритма к криптоанализу определяется секретностью ключа и свойствами генератора псевдослучайной последовательности символов.
Генераторы ПСП в области защиты информации используются для решения следующих задач [8,10,14]:
генерации гаммирующих последовательностей при преобразовании информации по схеме наиболее близкой к абсолютно стойкому шифру Шеннона;
хешировании информации;
построении самосинхронизирующихся поточных шифров;
формирование ключевой информации, на секретности и качестве которой основывается стойкость криптоалгоритмов;
построении стохастических кодов, применяемых для защиты от случайных и преднамеренных искажений информации в каналах передачи данных и для контроля и восстановления целостности информации, хранимой в памяти компьютерной системы;
формирования случайных запросов при реализации большого числа криптографических протоколов, например протоколов выработки общего секретного ключа, разделения секрета, аутентификации, электронной подписи;
- внесения неопределенности в работу защищаемых аппаратно-программных средств;
внесения неопределенности в работу средств защиты, например, при реализации концепции вероятностного шифрования, при котором одному и тому же исходному тексту при одном и том же ключе соответствует огромное множество шифротекстов.
Перспективной областью использования генераторов ПСП является вероятностное симметричное блочное шифрование [15,17], достоинствами которого являются:
превращение режима простой замены, в классическом варианте имеющем ограниченную область использования, в наиболее эффективный по всем основным критериям - стойкости, быстродействию и реализации;
возможность уменьшения числа раундов шифрования и увеличения времени жизни сеансовых ключей без ущерба для криптостойкости;
появление параметра безопасности, равного отношению разрядности исходного блока к разрядности элементов вероятностного пространства; изменяя это отношение в ту или иную сторону, можно управлять надежностью криптосхемы.
Рассмотрим работу генераторов ПСП.
3.2 Основы работы линейных конгруэнтных генераторов
Линейными конгруэнтными генераторами являются генераторы формы:
Xn = (aXn-1 + b) mod m, (3.1)
где Xn - это n-ый член последовательности, а Xn-1 - предыдущий член последовательности. Переменные a, b и m - постоянные: a - множитель, b - инкремент, и m - модуль. Ключом, или затравкой, служит значение X0.
Период такого генератора не больше, чем m. Если a, b и m выбраны правильно, то генератор будет генератором с максимальным периодом (иногда называемым максимальной длиной), и его период будет равен m [8] (Например, b должно быть взаимно простым с m).
Преимуществом линейных конгруэнтных генераторов является их быстрота за счет малого количества тактов.
Однако линейные конгруэнтные генераторы нежелательно использовать для построения криптошифров, так как они не отличаются стойкостью. Впервые линей