Вятский Государственный Университет конспект

Вид материалаКонспект

Содержание


Криптология (тайное сообщение).
Симметричное и ассиметричное преобразование шифрования.
Традиционные симметричные системы.
Шифрование заменой
Шифрование гаммированием
Шифрование аналитическим преобразованием
Асимметричные крипто системы.
Однонаправленные функции.
Криптографическая система шифрования данных RSA.
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

Криптология (тайное сообщение).



Криптология делится на 2 направления:
  • криптографию;
  • криптоанализ.

Задачи криптографии: обеспечить конфиденциальность или аутентичность (подлинность) передаваемых сообщений.

Задачи криптоанализа: взломать систему защиты разработанную криптографией.

Криптоаналитика занимается выдачей поддельных сообщений за настоящие. Криптография представляет собой набор технических приемов шифрования и расшифровки.


Симметричное и ассиметричное преобразование шифрования.


Различают 2 класса криптосистем:
  • симметричные одноключевые крипто системы (с секретным ключом);
  • асимметричные двухключевые крипто системы (с открытым ключом).

К симметричным крипто системам относятся DES, IDEA. В этих крипто системах секретным является только ключ, с помощью которого осуществляется шифрование и расшифровка информации. Данную систему можно использовать не только для шифров, но и для проверки подлинности сообщений.

Появлению асимметричных крипто систем (криптографии) способствовало широкое распространение секретных ключей и введен в оборот электронной цифровой подписи.


Традиционные симметричные системы.


Ключ – это конкретное, секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор только одного из всех возможных для данного алгоритма.


Требования к шифрам:
    • достаточная криптостойкость или надежность закрытия данных;
    • простая процедура шифрования и расшифровки данных;
    • незначительная избыточность информации за счет шифрования;
    • нечувствительность к небольшим ошибкам шифров.


Этим требованиям отвечают:
    1. шифры перестановок;
    2. шифры замены;
    3. шифры гаммирования;
    4. шифры основанные на аналитических преобразованиях шифруемых данных.


Шифрование перестановкой заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенному правилу в пределах некоторого блока этого типа. При достаточной длине блока достигается приемлемая стойкость шифра.

Шифрование заменой (подстановка) заключается в том, что символы шифруемого текста заменяются символами того же или другого алфавита, в соответствии с заранее обусловленной схемой замены.

Шифрование гаммированием заключается в том, что символы шифруемого текста складываются с символами некоторой случайной последовательности именуемой гамма-шифром. Стойкость шифрования в этом случае определяется длинной (периодом) неповторяющейся части гамма-шифра. Данный способ явл одним из основных для шифрования информации в автоматизированных системах.

Шифрование аналитическим преобразованием означает, что шифруемый текст преобразуется по некоторому аналитическому правилу.

Пример: правило умножения вектора на матрицу, причем умножаемая матрица является ключом шифрования, а символами умножаемого вектора последовательно служат символы шифруемого текста.

Характерной особенностью симметричных криптосистем является применение одного и того же секретного ключа как при шифровании, так и при расшифровке одного и того же сообщения.

Основной характеристикой шифра является криптостойкость, т. е. стойкость к раскрытию методами криптоанализа, обычным интервалом времени необходимым для раскрытия шифра.


Асимметричные крипто системы.


Для шифровки данных используется один ключ, а для расшифровки – другой. Первый ключ является открытым и может быть опубликован для использования всеми пользователями системы, которые зашифровывают данные. Расшифровка данных с помощью открытого ключа не возможна.

Для расшифровки данных получатель зашифрованной информации использует второй ключ. Ключ расшифровки не может быть определен без определения ключа шифрования.


Однонаправленные функции.


Основным критерием отнесения функций к классу однонаправленных функций является отсутствие эффективных алгоритмов обратного преобразования.

Вторым важным классом функций используемых при построении крипто систем с открытым ключом являются так называемые однонаправленные функции с потайным кодом.


Криптографическая система шифрования данных RSA.


Это первый алгоритм с открытым ключом, который может работать как в режиме шифрования данных, так и в режиме электронной цифровой подписи.

Надежность алгоритма основывается на трудности факторизации больших чисел и трудности вычисления дискретных логарифмов.

Крипто система RSA реализуется как аппаратным, так и программным путем. Аппаратная реализация примерно в 1000 медленнее аппаратной реализации DES, программная реализация в 10 раз медленнее программной реализации DES.

Достоинства: потенциально высокая безопасность. Нет необходимости ни передавать, ни сообщать кому бы то ни было значение секретных ключей, ни убеждаться в их подлинности. В симметричных системах существует опасность раскрытия ключа во время передачи.

Недостатки:
        1. генерация новых секретных и открытых ключей основана на генерации новых больших простых чисел, а проверка занимает много процессорного времени;
        2. процедуры шифрования и расшифровки, связаны с возведением в степень многозначного числа, достаточно громоздки.

Кроме этого существует еще комбинированный метод шифрования, где крипто система с открытым ключом дополняет симметричную крипто систему с закрытым ключом, такой подход называют схемой электронного цифрового конверта.