6. Простейшие шифры: простой замены, перестановочный, аффинный.
Отличие замены и перестановочных, их классификация и также отличия
Афинный – требования к ключу, формула шифрования, расшифрования, что такое обратное число
Шифры перестановки – способ шифрования, при котором для получения шифртекста буквы исходного сообщения меняют местами.
Виды:
Одинарная перестановка (символы перемещаются с исходных позиций в новые один раз)
Множественная перестановка (символы перемещаются с исходных позиций в новые несколько раз)
Блочная перестановка (ОТ разбивается на блоки фиксированной длины, после чего происходит шифрование каждого блока отдельным ключом)
Маршрутная перестановка (преобразование текста с помощью геометрической фигуры, ОТ вписывается по ходу одного маршрута, а выписывается по другому)
Шифры замены – элементы ОТ заменяются ЗТ в соответствии с некоторым правилом. Элементами текста могут быть отдельные символы, пары букв, тройки букв, комбинирование этих случаев.
Виды:
Моноалфавитные (алфавит заменяется другим алфавитом 1 к 1)
Полиалфавитные (один символ алфавита может заменяться несколькими символами)
Полиграммные (группа символов заменяется другой группой символов)
Гаммирование (на ОТ накладывается гамма, сформированная из ключа)
Аффинный шифр (симметричный, замены, моноалфавитный) шифрует по формуле:
где
– порядковый номер символа в алфавите,
– мощность алфавита,
и
– ключи, для которых выполняется условие
.
Формула расшифрования:
где
– порядковый номер зашифрованного
символа,
– обратное по модулю число для параметра
.
Число
является взаимно обратным по модулю
числом к
,
если
.
Обратное число можно также найти с
помощью расширенного
алгоритма Евклида.
7. Шифры гаммирования. Шифр Виженера/Вернама (одноразовый блокнот).
Шифры гаммирования – шифры, в которых на текст накладывается гамма, образованная повторением ключа до длины текста.
Шифр Виженера (симметричный, замены, полиалфавитный, гаммирования) – накладывание гаммы на ОТ, ограничений для ключа нет
Шифр Вернама – двоичный Виженер, выполняется XOR ОТ с ключом.
Одноразовый блокнот – преобразование шифра Виженера, где длина ключа равна длине текста, теоретически нельзя взломать, прост в реализации, нельзя дешифровать частотным анализом, но при этом крайне непрактичен в случае очень большого ОТ (нужен столь же большой ключ).
8. Хеш-функции. Свойства хеш-функций.
Свойства, че это такое, применение, примеры хэш-функций, классификация, атаки на хэш
Хэш-функция – преобразование ОТ произвольной длины в ЗТ фиксированной длины. Используется для хранения паролей, обнаружения ошибок и преобразования сообщений, сжатие образа для ЭЦП.
Свойства:
ОТ может быть любой длины (базовое)
Функция преобразует ОТ в последовательность фиксированной длины (базовое)
Функция выполняет простые вычисления для преобразования (базовое, реализации)
Зная хэш-последовательность, нельзя узнать ОТ (криптографическое)
Зная хэш-функцию, нельзя посчитать такое Z, которое дает тот же результат (
)
(криптографическое)*Лавинный эффект, изменение одного бита входных данных (текста или ключа) приводит к непредсказуемому изменению половины бит выходной хэш-суммы
Примеры хэш-функций:
Бесключевые (MDC):
На блочном шифре – ГОСТ 34.10.94, ГОСТ 34.11.2012
Специализированные – MD, SHA
На модулярной арифметике – MASH
С ключом (MAC):
На блочном шифре
На бесключевых хэш-функциях – HMAC, MDMAC
Атаки на хэши:
Поиск коллизий (коллизия – на входе функции два разных аргумента, на выходе одинаковый результат)
Поиск прообраза (по заданному хэшу найти сообщение, которое при подстановке в функцию дает тот же результат ИЛИ по заданному сообщению найти подобное, которое при подстановке в функцию дает тот же результат)
Атака «дней рождения» (поиск коллизий n-битной функции за 2n/2 итераций)
Атака удлинением сообщения (добавление произвольного текста в конец сообщения без знания ключа с помощью обновления хэш-суммы, работает на алгоритмах использующих конструкцию Меркла-Дамгарда (MD))
Брутфорс)))