Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ФГОУВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Кафедра информационных технологий

Реферат

По дисциплине «Системное и прикладное программное обеспечение»

«Алгоритмы криптозащиты применяемые в современных ОС»

Выполнил студент группы 4/35

Долгих С.А.

Проверил Терехин Н.И.

Иваново-2012

Реферат

Сведения об объёме:

1. Количество страниц – 33

2. Количество иллюстраций – 4

3. Количество таблиц – 2

4. Количество использованных источников – 3

Содержание

Введение………………………………………………………………	4
1. Математическое описание системы криптозащиты RSA и DES ……………………………………………………………………………….	5
1.1. Алгоритм DES (Data Encryption Standard)…………………..	5
1.2. Алгоритм Generalized DES …………………………………….	8
1.3. Алгоритм New DES …………………………………………….	10
1.4 Алгоритм RSA	11
2.Исследование алгоритмов криптозащиты………………………...	14
2.1. Критерии оценки криптографических алгоритмов…………..	14
2.2. Оценка быстродействия существующих алгоритмов блочных шифров………………………………………………………………………	21
3.Выводы ………………………………	26

Введение

В современном мире особенно "беззащитными" являются данные, передаваемые в глобальных телекоммуникационных сетях. В настоящее время над проблемой защищенности передаваемой по сетям информации работает большое количество специалистов практически во всех экономически развитых странах мира. Можно сказать, что информационная безопасность сформировалась в отдельную быстро развивающуюся дисциплину. Однако, несмотря на усилия многочисленных организаций, занимающихся защитой информации, обеспечение информационной безопасности продолжает оставаться чрезвычайно острой проблемой.

В настоящее время для обеспечения защиты информации требуется не просто разработка частных механизмов защиты, а реализация системного подхода, включающего комплекс взаимосвязанных мер (использование специальных технических и программных средств, организационных мероприятий, нормативно-правовых актов, морально- этических мер противодействия и т.д.). Комплексный характер защиты проистекает из комплексных действий злоумышленников, стремящихся любыми средствами добыть важную для них информацию.  Сегодня можно утверждать, что рождается новая современная технология — технология защиты информации в телекоммуникационных сетях.

1. Математическое описание системы криптозащиты rsa и des

1.1 Алгоритм des (Data Encryption Standard)

Алгоритм DES представляет собой блочный шифр, предназначенный для шифрования данных 64-битовыми блоками. На вход алгоритма поступает 64-битовый блок открытого текста, на выход выдается 64-битовый блок шифртекста. Длина ключа равна 56 бит. (Ключ обычно представляется 64-битовым числом, но каждый восьмой бит используется для контроля по четности и игнорируется. Биты четности - наименьшие значащие биты в байтах ключа). Ключ, которым может служить любое 56-битовое число, можно изменить в любой момент времени. Секретность всецело определяется ключом. Ряд чисел полагаются слабыми ключами, но их можно легко избежать. На простейшем уровне алгоритм представляет комбинацию двух основных методов шифрования: рассеивания и перемешивания. Раундом DES является применение к тексту единичной комбинации этих методов (подстановка, а за ней - перестановка), зависящей от ключа. DES включает 16 раундов, одна и та же комбинация методов применяется к открытому тексту 16 раз. В алгоритме используется только стандартная арифметика и логические операции над 64-битовыми числами, поэтому он без труда реализовывался в аппаратуре второй половины семидесятых годов. Изобилие повторений в алгоритме делает его идеальным для реализации специализированными микросхемами. Первоначальные программные реализации были довольно медленны, но современные программы намного лучше.

DES оперирует 64-битовым блоком открытого текста. После первоначальной перестановки блок разбивается на правую и левую половины длиной по 32 бита. Затем выполняется 16 раундов одинаковых действий, называемых функцией f, в которых данные объединяются с ключом. После шестнадцатого раунда правая и левая половины объединяются, и алгоритм завершается заключительной перестановкой (обратной к первоначальной).

Рис. 1. Алгоритм DES

На каждом раунде (см. рис. 2) биты ключа сдвигаются, а затем из 56 битов ключа выбираются 48 битов. Правая половина данных увеличивается до 48 битов путем пере­становки с расширением, складывается операцией XOR с 48 битами смещенного и переставленного ключа, проходит через 8 S-блоков, образуя 32 новых бита, и переставля­ется снова. Эти четыре операции и выполняются функцией f. Затем результат исполнения функции f складывается с левой половиной с помощью еще одной операции XOR. В итоге этих действий появляется новая правая половина, а старая правая половина становится новой левой. Эти действия повторяются 16 раз, образуя 16 раундов алгоритма DES.

Рис. 2. Один раунд DES

Если обозначить B_i результат i-ой итерации, L_i и R_i – левую и правую половины, B_i, К_i – 48-битовый ключ для раунда i, a f - функцию, выполняющую все подстановки, перестановки и операции XOR с ключом, то раунд можно представить так:

Начальная перестановка выполняется над входным блоком еще до раунда 1 и задается фиксированной таблицей перестановки.

Таблица 1. Начальная перестановка DES

58	50	42	34	26	18	10	2	60	52	44	36	28	20	12	4
62	54	46	38	30	22	14	6	64	56	48	40	32	24	16	8
57	49	41	33	25	17	9	1	59	51	43	35	27	19	11	3
61	53	45	37	29	21	13	5	63	55	47	39	31	23	15	7

Начальная перестановка и соответствующая заключительная перестановка не влияют на стойкость алгоритма DES. (Как нетрудно заметить, эта перестановка в основном служит для облегчения побайтовой загрузки данных открытого текста и шифртекста в микросхему DES). Так как программная реализация этой многобитовой перестановки трудна (в отличие от тривиальной аппаратной), во многих программных реализациях DES начальная и заключительные перестановки не используются. В принципе, такой алгоритм не менее стоек, чем DES, однако не соответствует стандарту DES, а поэтому не может называться DES.

Первоначально 64-битовый ключ DES сокращается до 56-битового ключа отбрасы­ванием каждого восьмого бита. Эти биты используются только для контроля четности, позволяя проверять отсутствие в ключе ошибок. После извлечения 56-битового ключа, для каждого из 16 раундов DES генерируется новый 48-битовый подключ. Эти подключи K_i определяются следующим образом: 56-битовый ключ делится на две 28-битовые половины, каждая из которых сдвигаются на 1 или 2 бита в зависимости от номера раунда.