22 Классификация методов шифрования данных
Классификация шифров.
По принципу размещения символов в шифре:
1) подстановочные (зашифр. слово хn строится на осн. подстановки; наи> известн. — шифр Цезаря (универсален и осн. на циклическом перемещ. 2 или 1 символов вправо или влево; сдвиг меняет шифр. Моношифр — на входе и на выходе исп-ся 1 алфавит. Особ-ть: главн. уязвимость алфавита не меняется, т.е. статистич. св-ва сообщ. не измен-ся. На учёте этих осн. построены системы криптоанализа таких шифров));
2) перестановочные (шифр созд-ся на осн. тех же символов, но переставл. местами; в криптографии сообщение хк — открытый txt, хn — шифрограмма (защифр. txt), метод перестановки наз. шифром);
3) комбинир. (подстановочно-перестановочн.) (все современ. шифры — такие).
По назначению используемого ключа современ. криптогр. системы дел. на:
1) симметричн. . В прям. и обратн. преобраз. (зашифр./ расшифр.) используется одинаковый ключ. Ключ является тайным. Алгоритм известен.
Например пусть используется симметричный блочный алгоритм, длина блока 4 символа. Алгоритм преобразования основывается на вычислении по mod 2, расшифрование тоже.
М = 10101100 К = 0101 (тайная информация) Т.к. длина блока 4, то К тоже 4.
Зашифрование:
Сообщение М делим на блоки в соотв. С принятой длиной m1 = 1010, m2 = 1100.
C = f (алгоритм, К, М) – шифртекст (шифрограмма), справедливо для любой криптограф. системы.
При использовании блочного алгоритма шифрования текста С = с1…сl
В нашем случае С= с1с2
с1 = m1 + К = 1010+0101=1111(+ это сложение по mod 2).
с2 = m2 + К = 1100+0101=1001
С = 11111001 такой шифртекст по открытым каналам поступает к получателю.
Обратное преобразование (расшифрование):
M’ = f (C, K, алгоритм) M’ = m1’m2’
m1’ = c1 + K = 1111+0101=1010= m1
m2’ = c2 + K = 1001+0101=1100= m2
M’ = 10101100 = M
В реальн. системах помимо вычислит. операций исп-ся множествен. подстановки и перестановки. Наи> известн. и 1 из стандартизован. — стандарт шифрования данных DES, принят в США и позднее исп-ся во всем мире. Длина ключа = 64 bit из кот. 54 вычислительных, 8 — биты чётности (CRC). Особ-ти этой системы: 1) хранение/ обмен ключами; 2) «+» сравнит-но не > длина ключа; вычисл. производ-ся быстрее, т.к. не > длина ключа; 3) «-» при < длине ключа проще его найти хотя бы методом простого перебора.
2) асимметр. Системы предполагают, что при прям. и обратн. преобраз. исп-ся различн. ключи, взаимосвязан. м-у собой по известн. законам. Известный метод RSA.
С учетом принципа формирования шифр-текста:
1)
блочное
шифрование
(сообщение М делится на блоки одинаковой
длины
и преобразованию подлежат все символы
в блоке одновременно);
2) поточное шифрование (по очереди шифруется каждый бит сообщения).
23 Особенности блокового шифрования данных
Блочное
шифрование
(сообщение М делится на блоки одинаковой
длины
и преобразованию подлежат все символы
в блоке одновременно).
Алгоритм DES.
DES – Data Encryption Standard (первый международный стандарт) – стандарт шифрования данных.
DES – блочный алгоритм (64-битовый блок). Длина ключа – 56 бит (из 64 бит – 8 бит четности). Базовые методы: подстановка и перестановка данных.
1 подстан. + 1 перестан. = 1 раунд (цикл)
Алгоритм состоит из 16 раундов, т.е. 1 блок данных длиной 64 бита обрабатывается 16 раз, в каждом из которых используется новый ключ: в каждом раунде биты ключа сдвигаются, затем из 56 бит выбирается 48 бит.
Блочный шифр - разновидность симметричного шифра. Особенность блочного шифра - обработка блока нескольких байт за одну итерацию (как правило 8 или 16).Блочные криптосистемы разбивают текст сообщения на отдельные блоки и затем осуществляют преобразование этих блоков с использованием ключа.
Преобразование должно использовать следующие принципы:
- Рассеивание (diffusion) — т.е. изменение любого знака открытого текста или ключа влияет на большое число знаков шифротекста, что скрывает статистические свойства открытого текста;
- Перемешивание (confusion) — использ. преобраз-ний, затрудняющ. получ. статистич. зав-тей между шифротектстом и открытым текстом.
К достоинствам блочных шифров относят похожесть процедур шифрования и расшифрования, которые, как правило, отличаются лишь порядком действий. Это упрощает создание устройств шифрования, так как позволяет использовать одни и те же блоки в цепях шифрования и дешифрования.