Криптографические методы шифрования информации

В таком случае, пожалуйста, повторите заявку. То, что информация имеет ценность, люди осознали очень давно - недаром переписка сильных мира сего издавна была объектом пристального внимания их недругов и друзей. Тогда-то и возникла задача защиты этой переписки от чрезмерно любопытных глаз. Древние пытались использовать для решения этой задачи самые разнообразные методы, и одним из них была тайнопись - умение составлять сообщения таким образом, чтобы его смысл был недоступен никому кроме посвященных в тайну.

Есть свидетельства тому, что искусство тайнописи зародилось еще в доантичные времена. На протяжении всей своей многовековой истории, вплоть до совсем недавнего времени, это искусство служило немногим, в основном верхушке общества, не выходя за пределы резиденций глав государств, посольств и - конечно же - разведывательных миссий.

И лишь несколько десятилетий назад все изменилось коренным образом - информация приобрела самостоятельную коммерческую ценность и стала широко распространенным, почти обычным товаром. Ее производят, хранят, транспортируют, продают и покупают, а значит - воруют и подделывают - и, следовательно, ее необходимо защищать.

Современное общество все в большей степени становится информационно-обусловленным, успех любого вида деятельности все сильней зависит от обладания определенными сведениями и от отсутствия их у конкурентов.

И чем сильней проявляется указанный эффект, тем больше потенциальные убытки от злоупотреблений в информационной сфере, и тем больше потребность в защите информации. Среди всего спектра методов защиты данных от нежелательного доступа особое место занимают криптографические методы. В отличие от других методов, они опираются лишь на свойства самой информации и не используют свойства ее материальных носителей, особенности узлов ее обработки, передачи и хранения.

Широкое применение компьютерных технологий и постоянное увеличение объема информационных потоков вызывает постоянный рост интереса к криптографии. В последнее время увеличивается роль программных средств защиты информации, просто модернизируемых не требующих крупных финансовых затрат в сравнении с аппаратными криптосистемами. Современные методы шифрования гарантируют практически абсолютную защиту данных, но всегда остается проблема надежности их реализации.

Свидетельством ненадежности может быть все время появляющаяся в компьютерном мире информация об ошибках или "дырах" в той или иной программе в т. Это создает недоверие, как к конкретным программам, так и к возможности вообще защитить что-либо криптографическими методами не только от спецслужб, но и от простых хакеров.

Поэтому знание атак и дыр в криптосистемах, а также понимание причин, по которым они имели место, является одним из необходимых условий разработки защищенных систем и их использования. В настоящее время особо актуальной стала оценка уже используемых криптоалгоритмов.

Задача определения эффективности средств защиты зачастую более трудоемкая, чем их разработка, требует наличия специальных знаний и, как правило, более высокой квалификации, чем задача разработки. Это обстоятельства приводят к тому, что на рынке появляется множество средств криптографической защиты информации, про которые никто не может сказать ничего определенного. При этом разработчики держат криптоалгоритм как показывает практика, часто нестойкий в секрете.

Однако задача точного определения данного криптоалгоритма не может быть гарантированно сложной хотя бы потому, что он известен разработчикам.

Кроме того, если нарушитель нашел способ преодоления защиты, то не в его интересах об этом заявлять. Поэтому обществу должно быть выгодно открытое обсуждение безопасности систем защиты информации массового применения, а сокрытие разработчиками криптоалгоритма должно быть недопустимым.

Шифрование — это способ изменения сообщения или другого документа, обеспечивающее искажение сокрытие его содержимого.

Кодирование — это преобразование обычного, понятного, текста в код. При этом подразумевается, что существует взаимно однозначное соответствие между символами текста данных, чисел, слов и символьного кода — в этом принципиальное отличие кодирования от шифрования. Часто кодирование и шифрование считают одним и тем же, забывая о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило подстановки замены.

Для восстановления же зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется и ключ к шифру. Ключ понимается нами как конкретное секретное состояние параметров алгоритмов шифрования и дешифрования.

Знание ключа дает возможность прочтения секретного сообщения. Впрочем, как вы увидите ниже, далеко не всегда незнание ключа гарантирует то, что сообщение не сможет прочесть посторонний человек. Шифровать можно не только текст, но и различные компьютерные файлы — от файлов баз данных и текстовых процессоров до файлов изображений. Шифрование используется человечеством с того самого момента, как появилась первая секретная информация, т.

Идея шифрования состоит в предотвращении просмотра истинного содержания сообщения текста, файла и т. А прочесть файл сможет лишь тот, кто сможет его дешифровать. Шифрование появилось примерно четыре тысячи лет тому назад.

Первым известным применением шифра кода считается египетский текст, датированный примерно г. Один из самых известных методов шифрования носит имя Цезаря, который если и не сам его изобрел, то активно им пользовался.

Не доверяя своим посыльным, он шифровал письма элементарной заменой А на D, В на Е и так далее по всему латинскому алфавиту.

Спустя лет шифрование стало повсеместно использоваться при оставлении текстов религиозного содержания, молитв и важных государственных документов. Со средних веков и до наших дней необходимость шифрования военных, дипломатических и государственных документов стимулировало развитие криптографии. Сегодня потребность в средствах, обеспечивающих безопасность обмена информацией, многократно возросла. Большинство из нас постоянно используют шифрование, хотя и не всегда знают об этом.

Если у вас установлена операционная система Microsoft, то знайте, что Windows хранит о вас как минимум следующую секретную информацию:. Это файл Реестра Windows, и потому операционная система никому не даст к нему доступа даже на чтение. Злоумышленник может скопировать такие файлы, только загрузившись в другую ОС или с дискеты. Утилит для их взлома достаточно много, самые современные из них способны подобрать ключ за несколько часов.

Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение восстановление возможно только при знании ключа.

Шифрование - преобразовательный процесс: Дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный. Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. Пространство ключей K - это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом или асимметричесские. 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 то есть криптоанализу. Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых:. 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: Программная реализация более практична, допускает известную гибкость в использовании.

Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования:. Прежде чем перейти к отдельным алгоритмам, рассмотрим вкратце концепцию симметричных и асимметричных криптосистем. Сгенерировать секретный ключ и зашифровать им сообщение — это еще полдела. А вот как переслать такой ключ тому, кто должен с его помощью расшифровать исходное сообщение?

Передача шифрующего ключа считается одной из основных проблем криптографии. Оставаясь в рамках симметричной системы, необходимо иметь надежный канал связи для передачи секретного ключа. Но такой канал не всегда бывает доступен, и потому американские математики Диффи, Хеллман и Меркле разработали в г.

В таких криптосистемах общедоступным является только ключ для процесса шифрования, а процедура дешифрования известна лишь обладателю секретного ключа. Например, когда я хочу, чтобы мне выслали сообщение, то генерирую открытый и секретный ключи. Открытый посылаю вам, вы шифруете им сообщение и отправляете мне. Дешифровать сообщение могу только я, так как секретный ключ я никому не передавал. Конечно, оба ключа связаны особым образом в каждой криптосистеме по-разному , и распространение открытого ключа не разрушает криптостойкость системы.

В асимметричных системах должно удовлетворяться следующее требование: Отдельно этот метод в современных криптосистемах практически не используется из-за чрезвычайно низкой криптостойкости. Алгоритм перестановки сам по себе обладает низкой криптостойкостью, но входит в качестве элемента в очень многие современные криптосистемы. Когда пользователь вводит свой пароль при входе в Windows 95, из него по алгоритму шифрования RC4 генерируется гамма всегда одна и та же , применяемая для шифрования сетевых паролей.

Простота подбора пароля обусловливается в данном случае тем, что Windows всегда предпочитает одну и ту же гамму.

Механизмы защиты информации

Многие из них используют нерешенные математические задачи. Например, широко используемый в Интернете алгоритм шифрования RSA основан на свойствах простых чисел. Последовательное шифрование исходного текста с помощью двух и более методов. Рассмотрим подробнее методы криптографической защиты данных, о которых было сказано в предыдущем пункте п. В этом наиболее простом методе символы шифруемого текста заменяются другими символами, взятыми из одного- одно- или моноалфавитная подстановка или нескольких много- или полиалфавитная подстановка алфавита.

Самой простой разновидностью является прямая простая замена, когда буквы шифруемого сообщения заменяются другими буквами того же самого или некоторого другого алфавита.

Таблица замены может иметь следующий вид таблица 3. Используя эту таблицу, зашифруем текст: In this book the reader will find a comрrehensive survey Получим следующее зашифрованное сообщение: At omiy рbbe omr nrsirn fadd zail s xbwgnrmrtjafr jcnfru Однако такой шифр имеет низкую стойкость, так как зашифрованный текст имеет те же статистические характеристики, что и исходный.

Например, текст на английском языке содержит символы со следующими частотами появления в порядке убывания: В зашифрованном тексте наибольшие частоты появления в порядке убывания имеют буквы R — 0,12 , O — 0,09 , A и N по 0, Естественно предположить, что символом R зашифрована буква Е, символом О — буква Т и т.

Это действительно соответствует таблице замены. Дальнейшая расшифровка не составляет труда. Если бы объем зашифрованного текста был намного больше, чем в рассмотренном примере, то частоты появления букв в зашифрованном тексте были бы еще ближе к частотам появления букв в английском алфавите и расшифровка была бы еще проще.

Поэтому простую замену используют редко и лишь в тех случаях, когда шифруемый текст короток. Для повышения стойкости шрифта используют полиалфавитные подстановки, в которых для замены символов исходного текста используются символы нескольких алфавитов. Известно несколько разновидностей полиалфавитной подстановки, наиболее известными из которых являются одно- обыкновенная и монофоническая и многоконтурная. При полиалфавитной одноконтурной обыкновенной подстановке для замены символов исходного текста используется несколько алфавитов, причем смена алфавитов осуществляется последовательно и циклически, то есть первый символ заменяется соответствующим символом первого алфавита, второй — символом второго алфавита и т.

После этого использование алфавитов повторяется. Таблица Вижинера представляет собой квадратную матрицу с n2 элементами, где n — число символов используемого алфавита. Каждая строка получена циклическим сдвигом алфавита на символ.

Для шифрования выбирается буквенный ключ, в соответствии с которым формируется рабочая матрица шифрования. Осуществляется это следующим образом. Из полной таблицы выбирается первая строка и те строки, первые буквы которых соответствуют буквам ключа.

Первой размещается первая строка, а под нею — строки, соответствующие буквам ключа в порядке следования этих букв в ключе шифрования. Пусть, например, требуется зашифровать сообщение: В соответствии с первым правилом записываем под буквами шифруемого текста буквы ключа. Дальше осуществляется непосредственное шифрование в соответствии со вторым правилом, а именно: Эта процедура циклически повторяется до зашифрования всего текста.

Эксперименты показали, что при использовании такого метода статистические характеристики исходного текста практически не проявляются в зашифрованном сообщении. Нетрудно видеть, что замена по таблице Вижинера эквивалентна простой замене с циклическим изменением алфавита, то есть здесь мы имеем полиалфавитную подстановку, причем число используемых алфавитов определяется числом букв в слове ключа. Поэтому стойкость такой замены определяется произведением стойкости прямой замены на число используемых алфавитов, то есть число букв в ключе.

Находящаяся под ней буква первой строки подматрицы и будет буквой исходного текста. Нетрудно видеть, что процедуры как прямого, так и обратного преобразования являются строго формальными, что позволяет реализовать их алгоритмически. Более того, обе процедуры легко реализуются по одному и тому же алгоритму.

Одним из недостатков шифрования по таблице Вижинера является то, что при небольшой длине ключа надежность шифрования остается невысокой, а формирование длинных ключей сопряжено с трудностями. Нецелесообразно выбирать ключи с повторяющимися буквами, так как при этом стойкость шифра не возрастает. В то же время ключ должен легко запоминаться, чтобы его можно было не записывать. Последовательность же букв не имеющих смысла, запомнить трудно. С целью повышения стойкости шифрования можно использовать усовершенствованные варианты таблицы Вижинера.

Приведу только некоторые из них:. В качестве ключа используется случайность последовательных чисел. Из таблицы Вижинера выбираются десять произвольных строк, которые кодируются натуральными числами от 0 до Эти строки используются в соответствии с чередованием цифр в выбранном ключе.

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов. Рассмотрим некоторые разновидности этого метода, которые могут быть использованы в автоматизированных системах.

Самая простая перестановка — написать исходный текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. В последней группе пятерке не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой например, О до числа, кратного пяти:. Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр: Например, по пятнадцать букв в каждой с заполнением последней строки незначащими буквами.

Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в который можно записывать исходный текст. Но тут уже потребуется предварительная договоренность между адресатом и отправителем посланий, поскольку сама решетка может быть различной длины-высоты, записывать к нее можно по строкам, по столбцам, по спирали туда или по спирали обратно, можно писать и по диагоналями, а для шифрования можно брать тоже различные направления.

В общем, здесь масса вариантов. Суть этого метода состоит в том, что символы шифруемого текста последовательно складываются с символами некоторой специальной последовательности, которая называется гаммой. Процедуру наложения гаммы на исходный текст можно осуществить двумя способами.

При первом способе символы исходного текста и гаммы заменяются цифровыми эквивалентами, которые затем складываются по модулю k, где k — число символов в алфавите, то есть. Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно БОНУС: Даю согласие на обработку персональных данных и получить бонус.

Спасибо, вам отправлено письмо. Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе. Полевской год Содержание: Алгоритмы шифрования Алгоритмы замены подстановки …………………………………… 10 3.

Программные шифраторы PGP 6. Введение То, что информация имеет ценность, люди осознали очень давно - недаром переписка сильных мира сего издавна была объектом пристального внимания их недругов и друзей. Криптография и шифрование 2. Если у вас установлена операционная система Microsoft, то знайте, что Windows хранит о вас как минимум следующую секретную информацию: Перечислю вначале некоторые основные понятия и определения. 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: Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов. Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых: Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования: Алгоритмы шифрования Рассмотрим подробнее методы криптографической защиты данных, о которых было сказано в предыдущем пункте п.

Процесс шифрования осуществляется следующим образом: Ключ при этом повторяется необходимое число раз. Расшифровка текста производится в следующей последовательности: Приведу только некоторые из них: Известны также и многие другие модификации метода.

Например, из фразы ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ. ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЪ ТСУП В последней группе пятерке не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой например, О до числа, кратного пяти: Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительные изменения, будет выглядеть по-другому: ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП Кажется, ничего сложного, но при расшифровке проявляются серьезные неудобства.

П У С Т Ь Б У Д Е Т Т А К К А К М Ы Х О Т Е Л И К Л М Н О П После этого вертикальные столбцы по порядку писали в строку с разбивкой на пятерки букв: ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАП Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в который можно записывать исходный текст.

Защита информации в ПЭВМ. Шифрование по методу UUE Российский ГОСударственный социальный университет факультет: Автоматизации и информационных технологий Кафедра: Особенности работы программного алгоритма и его пошаговая реализация. Листинг получившейся программы, пример ее работы.

Шифрование и дешифрование данных при помощи симметричных криптографических алгоритмов Применение алгоритмов шифрования и дешифрования данных в компьютерной технике в системах сокрытия конфиденциальной и коммерческой информации от злонамеренного использования сторонними лицами.

Классический пример - симметричные криптографические алгоритмы. Шифры, их виды и свойства История криптографии, шифры, их виды и свойства. Симметричные и асимметричные криптографические системы.

Ключ как конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных. Разработка программы, реализующей алгоритм шифрования ГОСТ Среди всего спектра методов защиты данных от нежелательного доступа особое место занимают криптографические методы.

В отличие от других методов, они опираются лишь на свойства самой информации и не используют свойства ее материальных носителей. Шифровка и дешифровка текста Разработка алгоритмов на персональном компьютере, среда Турбо Паскаль. Работа программы для шифровки и дешифровки текста.

Функция Password а преобразовании символа, введенного пользователем ключа в его числовой. Некоторые особенности реализации алгоритма защиты программного обеспечения от нелегального использования Рассмотрены некоторые особенности реализации алгоритма защиты программного обеспечения от нелегального использования. Приведена принципиальная схема алгоритма и часть исходных кодов на языке программирования Microsoft Visual Basic Зарождение криптографии Криптография в древние времена.

Изучение криптографических методов подстановки замены Понятие шифров сложной замены. Шифры сложной замены называют многоалфавитными. Данная подстановка последовательно и циклически меняет используемые алфавиты.

Понятие схемы шифрования Вижинера. Стойкость шифрования методом гаммирования и свойство гаммы. Защита почтовых сообщений Электронной почтой пользуются сотни тысяч людей, и большинство из них наивно полагают, что Интернет сохранит их переписку конфиденциальной. Криптография блочный шифр Что такое Blowfish, DES, тройной DES. Сравнение различных видов DES шифрования. Что такое DES с независимыми ключами independent subkeys.

Криптография с открытым ключом: Криптография с открытым ключом. Российский стандарт цифровой подписи. Текстовый редактор "Блокнот" с функцией шифрования - дешифрования классическими криптографическими методами Принцип программной реализации классических криптографических методов.

Метод шифрования с использованием таблицы Виженера. Создание текстового редактора "Блокнот", содержащего методы шифрования. Вербальный алгоритм и программа для методов шифрования. Микропроцессорные БИС ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в различных отраслях науки и техники, народного хозяйства осваивается и широко внедряется новая элементная база - микропроцессорные БИС. Современные симметричные и асимметричные криптосистемы Значение применения криптоалгоритмов в современном программном обеспечении.

Классификация методов и средств защиты информации, формальные, неформальные средства защиты. Принципы криптографической защиты информации. Криптографическая защита информации Защита информации методом комбинированного шифрования.

DES-стандарт США на шифрование данных. Отечественный стандарт шифрования данных. Цифровая подпись Общая схема цифровой подписи. Особенности криптографической системы с открытым ключом, этапы шифровки. Основные функции электронной цифровой подписи, ее преимущества и недостатки. Управление ключами от ЭЦП. Использование ЭЦП в России и других странах. Лисп-реализация алгоритма кодирования информации RSA Методика разработки и механизм отладки программы на языке Лисп, реализующей криптографический алгоритм кодирования информации с открытым ключом — RSA.

Математические и алгоритмические основы решения задачи, его программная модель, составление блок-схемы. Криптографические системы Криптографические системы, основанные на методе подстановки. Программа Pretty Good Privacy PGP. Категории Авиация и космонавтика Административное право Арбитражный процесс 29 Архитектура Астрология 4 Астрономия Банковское дело Безопасность жизнедеятельности Биографии Биология Биология и химия Биржевое дело 79 Ботаника и сельское хоз-во Бухгалтерский учет и аудит Валютные отношения 70 Ветеринария 56 Военная кафедра География Геодезия 60 Геология Геополитика 49 Государство и право Гражданское право и процесс Делопроизводство 32 Деньги и кредит Естествознание Журналистика Зоология 40 Издательское дело и полиграфия Инвестиции Иностранный язык Информатика 74 Информатика, программирование Исторические личности История История техники Кибернетика 83 Коммуникации и связь Компьютерные науки 75 Косметология 20 Краеведение и этнография Краткое содержание произведений Криминалистика Криминология 53 Криптология 5 Кулинария Культура и искусство Культурология Литература: