Криптосистемы

Криптографические методы являются наиболее эффективными средствами защиты информации в автоматизированных системах (АС). А при передаче информации по протяженным линиям связи они являются единственным реальным средством предотвращения несанкционированного доступа.

Любой криптографический метод характеризуется такими показателями, как стойкость и трудоемкость:

• Стойкость метода - это тот минимальный объем зашифрованного текста, статистическим анализом которого можно вскрыть исходный текст. Таким образом стойкость шифра определяет допустимый объем информации, зашифровываемый при использовании одного ключа.

Трудоемкость метода определяется числом элементарных операций, необходимых для шифрования одного символа исходного текста.

Основные требования к криптографическому закрытию информации

1. Сложность и стойкость криптографического закрытия данных должны выбираться в зависимости от объема и степени секретности данных.

2. Надежность закрытия должна быть такой, чтобы секретность не нарушалась даже в том случае, когда злоумышленнику становится известен метод шифрования.

3. Метод закрытия, набор используемых ключей и механизм их распределения не должны быть слишком сложными.

4. Выполнение процедур прямого и обратного преобразований должно быть формальным. Эти процедуры не должны зависеть от длины сообщений.

5. Ошибки, возникающие в процессе преобразования не должны распространяться по системе.

6. Вносимая процедурами защиты избыточность должна быть минимальной.

Классификация основных методов криптографического закрытия информации

1. Шифрование

   1. Подстановка (замена)

      1. Одноалфавитная

      2. Многоалфавитная одноконтурная обыкновенная

      3. Многоалфавитная одноконтурная монофоническая

      4. Многоалфавитная многоконтурная

   2. Перестановка

      1. Простая

      2. Усложненная по таблице

      3. Усложненная по маршрутам

   3. Гаммирование

      1. С конечной короткой гаммой

      2. С конечной длинной гаммой

      3. С бесконечной гаммой

   4. Аналитические преобразования

      1. Матричные

      2. По особым зависимостям

   5. Комбинированные

      1. Подстановка+перестановка

      2. Подстановка+гаммирование

      3. Перестановка+гаммирование

      4. Гаммирование+гаммирование

2. Кодирование

   1. Смысловое

      1. По специальным таблицам

   2. Символьное

      1. По кодовому алфавиту

3. Другие виды

   1. Рассечение-разнесение

      1. Смысловое

      2. Механическое

   2. Сжатие-расширение

Типы шифров

Все методы шифровки можно разделить на две группы: шифры с секретным ключом и шифры с открытым ключом. Первые характеризуются наличием некоторой информации (секретного ключа), обладание которой даёт возможность как шифровать, так и расшифровывать сообщения. Поэтому они именуются также одноключевыми. Шифры с открытым ключом подразумевают наличие двух ключей - открытого и закрытого; один используется для шифровки, другой для расшифровки сообщений. Эти шифры называют также двухключевыми.

Шифры с секретным ключом

Этот тип шифров подразумевает наличие некой информации (ключа), обладание которой позволяет как зашифровать, так и расшифровать сообщение.

С одной стороны, такая схема имеет те недостатки, что необходимо кроме открытого канала для передачи шифрограммы наличие также секретного канала для передачи ключа, а кроме того, при утечке информации о ключе, невозможно доказать, от кого из двух корреспондентов произошла утечка.

С другой стороны, среди шифров именно этой группы есть единственная в мире схема шифровки, обладающая абсолютной теоретической стойкостью. Все прочие можно расшифровать хотя бы в принципе. Такой схемой является обычная шифровка (например, операцией XOR) с ключом, длина которого равна длине сообщения. При этом ключ должен использоваться только раз. Любые попытки расшифровать такое сообщение бесполезны, даже если имеется априорная информация о тексте сообщения. Осуществляя подбор ключа, можно получить в результате любое сообщение.