- •Основні теоретичні поняття криптології План
- •Основні терміни, визначення та предмет науки «криптологія»
- •Криптоаналіз
- •1 Основні терміни, визначення та предмет науки «криптологія»
- •2 Криптоаналіз
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Шифри перестановки План
- •2 Таблиці для шифрування
- •2.1 Таблиці для шифрування. Проста перестановка
- •2.2 Таблиці для шифрування. Одиночна перестановка по ключу
- •2.3 Таблиці для шифрування. Подвійна перестановка
- •2.4 Застосування магічних квадратів
- •Список літератури
- •Шифри простої заміни План
- •1 Полібіанський квадрат
- •2 Система шифрування Цезаря
- •Криптоаналіз шифру Цезаря
- •3 Аффінна система підстановок Цезаря
- •4 Система Цезаря із ключовим словом
- •5 Таблиці Трисемуса
- •Криптографічний аналіз системи одноалфавітної заміни
- •6 Біграмний шифр Плейфейра
- •7 Криптосистема Хілла
- •8 Система омофонів
- •Додаток а
- •Список літератури
- •Шифри складної заміни План
- •1 Шифр Гронсфельда
- •Криптоаналіз шифру Гронсфельда
- •2 Система шифрування Віженера
- •3 Шифр “Подвійний квадрат Уітстона”
- •4 Одноразова система шифрування
- •5 Шифрування методом Вернама
- •6 Роторні машини
- •7 Шифрування методом гамірування
- •Список літератури
- •Блочні шифри План
- •1 Алгоритм des
- •1 Алгоритм des
- •Обчислення значень ключів
- •Аналіз ефективності алгоритму des
- •Список літератури
- •Асиметричні криптосистеми План
- •Керування ключами План
- •1 Алгоритм шифрування Діффі - Хеллмана
- •Керування ключами
- •1 Алгоритм шифрування Діффі - Хеллмана
- •Контрольні питання
- •Список літератури
- •Криптографічні протоколи План
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Ідентифікація та перевірка істинності План
- •Інформаційна безпека План
- •1.2 Основні складові інформаційної безпеки
- •1.3 Важливість і складність проблеми інформаційної безпеки
- •2 Розповсюдження об’єктно-орієнтованого підходу на інформаційну безпеку.
- •2.1 Про необхідність об’єктно-орієнтованого підходу до інформаційної безпеки
- •2.2 Основні поняття об’єктно-орієнтованого підходу
- •2.3 Вживання об’єктно-орієнтованого підходу до розгляду систем, що захищаються
- •2.4 Недоліки традиційного підходу до інформаційної безпеки з об’єктної точки зору
- •2.5 Основні визначення і критерії класифікації загроз
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Інформаційна безпека Найпоширеніші загрози План
- •1 Найпоширеніші загрози доступності
- •1 Найпоширеніші загрози доступності
- •2 Деякі приклади загроз доступності
- •3 Шкідливе програмне забезпечення
- •4 Основні загрози цілісності
- •5 Основні загрози конфіденційності
- •Список літератури
- •1.2 Механізми безпеки
- •1.3 Класи безпеки
- •2 Інформаційна безпека розподілених систем. Рекомендації X.800
- •2.1 Мережні сервіси безпеки
- •2.2 Мережні механізми безпеки
- •2.3 Адміністрування засобів безпеки
- •3 Стандарт iso/iec 15408 "Критерії оцінки безпеки інформаційних технологій"
- •3.1 Основні поняття
- •3.2 Функціональні вимоги
- •3.3 Вимоги довір’я безпеці
- •4 Гармонізовані критерії європейських країн
- •5 Інтерпретація "Оранжевої книги" для мережних конфігурацій
- •Список літератури
- •Інформаційна безпека Управління ризиками План
- •2 Підготовчі етапи управління ризиками
- •3 Основні етапи управління ризиками
- •Список літератури
6 Роторні машини
У 20-х роках XX століття були винайдені електромеханічні пристрої шифрування, що автоматизують процес шифрування. Принцип роботи таких машин заснований на багатоалфавітній заміні символів вихідного тексту згідно з значенням довгого ключа відповідно до версії шифру Віженера. Більшість із них – американська машина SIGABA (М-134), англійська TYPEX, німецька ENIGMA, японська PURPLE - були роторними машинами.
Головною деталлю роторної машини є ротор (або колесо) із дротовими перемичками усередині. Ротор має форму диска (розміром з хокейну шайбу). На кожній стороні диска рівномірно по колу розташовано m електричних контактів, де m – число знаків алфавіту (у випадку латинського алфавіту m=26). Кожен контакт на передній стороні диска з'єднаний з одним із контактів задньої сторони, як показано на рис. 6. У результаті електричний сигнал, що являє собою символ відкритого тексту, буде поданий відповідно до того, як він проходить через ротор від передньої сторони до задньої. Наприклад, ротор можна закомутувати дротовими перемичками для підстановки G замість A, U замість В, R замість С і т.д.
Ротори () можна об'єднати в банк роторів таким чином, щоб вихідні контакти одного ротора торкалися вхідних контактів наступного ротора (рис. 6). При цьому електричний імпульс від натиснутої клавіші з буквою вихідного тексту, що входить із одного кінця банку роторів, буде переставлятися кожним з роторів, доти, поки не залишить банк.
Рисунок 6 – Банк роторів
Шифротекст отриманий за допомогою роторної машини ускладнюється ще й тим, що ротори можуть обертатися по осі відносно один одного. Для одержання стійкої криптографічної системи розташування роторів повинне мінятися при переході від знаку до знаку повідомлення.
Роторна машина складається з банку роторів і механізму для зміни положення роторів з кожним зашифрованим знаком, об'єднаного із пристроями введення й виведення.
Найпростіше з можливих рухів ротора – це рух за принципом одометра; воно використовувалося в німецькій машині Enigma під час Другої світової війни. При шифруванні одного знаку праве крайнє колесо повертається на одну позицію. Коли це (і будь-яке інше) колесо переміститься на m позицій і зробить повний оборот, колесо, розміщене ліворуч від нього, пересунеться на одну позицію, і процес буде повторюватися. Цей процес проведе банк роторів крізь всі його можливі положення, перш ніж цикл повториться. Оскільки всі ротори переміщаються з різними швидкостями, період n-роторної машини становить (при m = 26).
Для закону руху ротора бажані такі характеристики:
-
період повинен бути більшим;
-
після шифрування кожного знаку всі ротори або більша їхня частина повинні повернутися один щодо іншого.
Рух за принципом одометра оптимально в змісті першої вимоги, але зовсім незадовільно відносно другої вимоги. Поліпшення руху за принципом одометра можна одержати, якщо повертати кожен ротор більш ніж на одну позицію. Якщо зсуву кожного ротора не мають загальних множників з обсягом алфавіту m, то період залишиться максимальним.
Інше рішення полягає в обмеженні числа допустимих зупинних місць для кожного ротора за рахунок введення зовнішнього фіксуючого кільця, на якому певним способом зафіксовані місця зупинок. При використанні латинського алфавіту можна змусити машини повертатися та зупинятися в такий спосіб. Першому колесу дозволяється зупинятися в кожній з 26 позицій, другому колесу - тільки в 25 позиціях, третьому колесу - тільки в 23 позиціях і так далі до шостого колеса, якому дозволяється зупинятися тільки в 17 позиціях. Період такої роторної машини тепер становить 101 млн, а не 266≈309 млн, як у випадку руху за принципом одометра. Втрата в довжині періоду з успіхом окупається отриманою складністю руху роторів. Тепер друга вимога задовольняється досить добре, оскільки кожне з коліс прокручується після шифрування кожного знаку і колеса можуть рухатися відносно одне до одного.
Роторна машина може бути настроєна за ключем зміною будь-яких її змінних:
-
роторів;
-
порядку розміщення роторів;
-
числа місць зупинки на колесо;
-
характеру руху і т. д.