1.Алгоритмы шифрования и расшифрования. Определение. Примеры

• Зашифровка – процесс преобразования множества открытого сообщения в множество закрытое сообщение.

• Дешифрование – процесс нахождения открытого сообщения, соответствующему заданному закрытому при неизвестному криптопреобразованию.

2. Классификация алгоритмов шифрования

 Симметричные (с секретным, единым ключом, одноключевые, single-key).

• Потоковые (шифрование потока данных):

  • с одноразовым или бесконечным ключом (infinite-key cipher);

  • с конечным ключом (система Вернама - Vernam);

  • на основе генератора псевдослучайных чисел (ПСЧ).

• Блочные (шифрование данных поблочно):

  • Шифры перестановки (permutation, P-блоки);

  • Шифры замены (подстановки, substitution, S-блоки):

  • моноалфавитные (код Цезаря);

  • полиалфавитные (шифр Видженера, цилиндр Джефферсона, диск Уэтстоуна, Enigma);

• Cоставные:

  • Lucipher (фирма IBM, США);

  • DES (Data Encryption Standard, США);

  • FEAL-1 (Fast Enciphering Algoritm, Япония);

  • IDEA/IPES (International Data Encryption Algorithm/

  • Improved Proposed Encryption Standard, фирма Ascom-Tech AG, Швейцария);

  • B-Crypt (фирма British Telecom, Великобритания);

  • ГОСТ 28147-89 (СССР); * Skipjack (США).

3. Блочные и поточные алгоритмы. Определения. Примеры

• Блочный шифр — разновидность симметричного шифра, оперирующего группами бит фиксированной длины — блоками, характерный размер которых меняется в пределах 64 — 256 бит.

DES

ГОСТ 28147-89

AES

• Потоковый шифр — это симметричный шифр, в котором каждый символ открытого текста преобразуется в символ шифрованного текста в зависимости не только от используемого ключа, но и от его расположения в потоке открытого текста. Поточный шифр реализует другой подход к симметричному шифрованию, нежели блочные шифры.

«Потоковые шифры на регистрах сдвига с линейной обратной связью»

Примеры потокового шифра: шифры модульного гаммирования, шифр полиалфавитной замены, криптоалгоритм RC4.

4. Симметричные и асимметричные алгоритмы. Определения. Примеры

• Симметричные алгоритмы шифрования (алгоритмы с закрытым ключом) используют один и тот же ключ для зашифровывания информации и для ее расшифровывания

Алгоритм DES Алгоритм Blowfish Алгоритм ГОСТ 28147-89

Алгоритм IDEA

Асимметричные алгоритмы (алгоритмы с открытым ключом) используют два ключа - один для зашифровывания, другой для расшифровывания.

RSA

ElGamal

5. Принцип построения блочных шифров

Современный блочный шифр –это шифр с симметричным ключом, разбивающий перед шифрованием открытый текст на n-битовые блоки и далее шифрующий сообщение блоками, т.е.( )ky E xи ( )kx D y,где x, y–блоки открытого и шифрованного текстов; k–секретный ключ шифра; E, D–функции шифрования и дешифрования (другими словами, блоковый алгоритм –это алгоритм простой замены блоков текста фиксированной длины).

Алгоритмы дешифрования и шифрования –инверсные, оба работают на одном и том же секретном ключе.

Если сообщение содержит менее nбитов, тоего дополняют дополнительными данными (чаще нулями) до n-битовогоразмера; если текст имеет больше, чемn бит, то его делят на n-битовыеблоки.Чаще всего блочные шифры обрабатывают блоки длиной 64,128,256,512nбит.

Пример.

Сколько дополнительных бит надо добавить к сообщению

длиной 100 символов, если кодирование одного символа требует 8бит и блочный шифр работает с блоками длиной 64

бита?

Р е ш е н и е.

Закодированное сообщение из 100 символов содержит800 бит. Исходный текст должен делиться без остатка на 64. Обозначим Lи l–длина сообщения и длина дополнения 0(mod64)L l 800(mod64) 32(mod64) в конце открытого текста надо добавить 32дополнительных бита. Общая длина 832бита или 13 блоковпо 64 бита. Алгоритм шифрования будет работать 13 раз, чтобы создать 13 блоков шифрованного текста