Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций российской федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра многоканальных телекоммуникационных систем

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине

Цифровые системы передачи и методы их защиты

на тему

«Реализация на основе сигнального процессора криптосистемы по алгоритму rsa в расширенных полях Галуа для 48-разрядных данных. Цифровая подпись и аутентификация с хеш-функцией»

Выполнил: студент гр. БМВ2222

Carla Rosson

Проверила: ст. преп.

Зуйкова Т. Н.

Москва 2025

Содержание

Введение 3

Глава 2 Краткие теоретические основы 6

2.1 Математический аппарат 6

2.2 Особенности реализации RSA в расширенных полях Галуа 6

2.3 Цифровая подпись и аутентификация по алгоритму RSA 7

2.3.1 Генерация ключей для алгоритма RSA 7

2.3.2 Процесс подписи и проверки в алгоритме RSA 8

2.3.3 Преимущества схемы цифровой подписи RSA 8

2.3.4 Аутентификация в алгоритме RSA 9

Глава 3 Разработка и описание функциональной схемы микропроцессорного устройства 10

Глава 4 Разработка программного обеспечения микропроцессорного устройства 16

4.1 Генерация ключей 16

4.2 Разработка блок-схемы основной программы 17

4.3 Разработка блок-схем подпрограмм основной программы 20

Глава 5 Анализ результатов работы программного обеспечения микропроцессорного устройства 26

5.1 Исходные данные и параметры системы 26

5.2 Вычисление 16-битного хеш-образа сообщения 26

5.3 Формирование цифровой подписи 27

5.4 Процедура аутентификации (верификация подписи) 28

5.5 Выводы 28

Заключение 29

Список использованных источников 30

ПРИЛОЖЕНИЕ А ТЗ на составную часть эскизного проекта 31

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Текст основной программы с необходимыми комментариями 40

ПРИЛОЖЕНИЕ В Текст демонстрационной программы с форсированием прерываний 52

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Инструкция по работе с МПКС 65

Введение

Эффективная защита информации в эпоху информационного общества является одним из главных необходимых условий развития современных информационных, в том числе телекоммуникационных технологий.

Криптосистемы подразделяются на симметричные и ассиметричные. В симметричных криптосистемах используется один и тот же ключ для шифрования и расшифрования. В ассиметричных системах шифрование и расшифрование выполняются с помощью разных ключей.

Существует два основных подхода к шифрованию: симметричное и асимметричное. Симметричные методы шифрования, использующие один и тот же ключ для шифрования и расшифровки, обеспечивают высокую скорость обработки данных, но могут быть уязвимы к атакам, если ключ попадает в руки злоумышленников. В отличие от них, асимметричные методы, использующие пару ключей - открытый и закрытый, предлагают более высокий уровень безопасности, однако требуют больших вычислительных ресурсов и могут сталкиваться с проблемами, связанными с длиной ключа.

В данном курсовом проекте будет рассмотрен алгоритм RSA, который представляет собой один из наиболее известных и широко используемых методов асимметричного шифрования. Этот алгоритм, названный в честь своих создателей Ривеста, Шамира и Адлемана, обеспечивает высокий уровень безопасности благодаря использованию математически связанных пар ключей - открытого для шифрования и закрытого для дешифрования.

Цифровая подпись и аутентификация нужны для обеспечения безопасности и подлинности цифровых документов и операций.

Цифровая подпись подтверждает, что документ был создан именно тем человеком, который его подписал, и не был изменён впоследствии. Это защищает документы от подделок.

Аутентификация позволяет удостовериться, что субъект, который обращается к защищённой информации, действительно является тем, за кого себя выдаёт. Это обеспечивает информационную безопасность, так как злоумышленники могут красть цифровую личность пользователей.

Хеш-функция играет ключевую роль в обеспечении целостности и производительности цифровой подписи. Она сжимает исходное сообщение произвольной длины до фиксированного хеш-образа, что позволяет значительно сократить объём данных, подлежащих криптографическому преобразованию. В рамках данного проекта 48-битное сообщение сжимается до 16-битного хеша, что соответствует разрядности обработки, оптимальной для сигнального процессора ADSP-2181.