Волгоградский государственный технический университет

Составитель Бердник В.Л.

Конспект лекций

по дисциплине «Защита информации»

Волгоград 2017 Рекомендуемая литература домашинные методы шифрования

СОДЕРЖАНИЕ

История шифрования 5

Шифры замены 6

Шифр Цезаря 7

Шифр Цезаря с ключевым словом 7

Аффинная криптосистема 8

Шифр Полибия 8

Методы вскрытия одноалфавитных систем 8

Частотный анализ 9

Метод полосок 9

Многоалфавитные системы 9

Шифр Вернама 10

Шифр Виженера 11

Шифр c автоключом 12

Шифры перестановки 12

Простой столбцевой перестановочный шифр 12

Перестановочный шифр с ключевым словом 12

Вывод 13

Комбинированное использование шифра перестановки и замены 13

Шифровальная машина «Энигма» 14

Схема Фейстеля 17

Режимы шифрования блочных шифров 18

Алгоритм ГОСТ 28147-89 20

Особенности программной реализации ГОСТ 28147-89 33

Стандарт шифрования данных DES (Data Encryption Standard) 34

Перестановка с расширением 38

Подстановка с помощью S-блоков 38

Перестановка с помощью P-блоков 41

Дешифрирование DES 42

Режимы DES 42

Однонаправленные функции 44

Однонаправленные хэш‑функции 45

Цифровые подписи 45

Подпись документа с помощью симметричных криптосистем и посредника 46

Подпись документа с помощью криптографии с открытыми ключами 47

Подпись документа и метки времени 48

Подпись документа с помощью криптографии с открытыми ключами и однонаправленных хэш-функций 49

MD4 49

MD5 50

Алгоритм безопасного хэширования (Secure Hash Algorithm, SHA) - скомпрометирован 52

ГОСТ Р 34.11‑94 54

Основы инфраструктуры открытых ключей 56

Идея криптографии с открытым ключом 56

Основные преимущества открытых ключей 56

Сертификат открытого ключа 57

Алгоритмы с открытыми ключами 57

RSA 57

ElGamal 59

DIFFIE-HELLMAN 61

Алгоритм цифровой подписи (DIGITAL SIGNATURE ALGORITHM, DSA) 61

Алгоритм цифровой подписи ГОСТ Р 34.10-94 63

Концепция криптопровайдера, интерфейс CryptoAPI 1.0 69

Описание интерфейса CryptoAPI 2.0 73

Варианты применения криптопровайдеров 75

Защищенная файловая система (Encrypted File System). 75

Криптография при работе в сети. 76

Шифрование IP-трафика. 76

Защищенные соединения. 76

Шифрование и цифровая подпись сообщений электронной почты. 77

Подпись исполняемых модулей. 77

Обзор существующих отечественных криптопровайдеров России 77

Протокол TLS/SSL 79

Элементы протокола 80

Криптографические операции 80

НМАС и псевдослучайная функция 81

Протокол Записи 81

Состояния соединения 82

Фрагментация 82

Компрессия и декомпрессия 82

Защита полезной информации записи 82

Вычисление ключей 83

Протокол Рукопожатия 83

Протокол изменения шифрования 83

Криптографические вычисления 86

Архитектура семейства протоколов Ipsec 86

Обзор системы 88

Как работает IPsec 88

Где может размещаться IPsec 89

Безопасные Ассоциации 89

Базы данных безопасной ассоциации 91

SA и Управление Ключом 91

Ручные технологии 92

Автоматические SA и Управление Ключом 92

Проблемы выполнения 92