7

Лабораторная работа по криптографии.

1 Цель работы.

Целью настоящей лабораторной работы является знакомство с основными способами шифрования и освоение принципов шифрования на примере простейших шифров.

2 Теоретические сведения.

2.1 Введение

Защита данных с помощью шифрования – возможно одно из важнейших решений проблемы их безопасности. Зашифрованные данные становятся доступными только тому, кто знает, как их расшифровать, и поэтому похищение зашифрованных данных бессмысленно для несанкционированных пользователей.

Шифрование – процесс, в котором криптографическому преобразованию подвергается каждый символ открытого текста, кодирование – процесс замены элементов открытого текста (комбинации символов, слов и т.д.) кодами. Коды оперируют лингвистическими элементами, разделяя шифруемый текст на такие смысловые элементы, как слова и слоги. В шифре всегда различают два элемента: алгоритм и ключ.

Алгоритм позволяет использовать сравнительно короткий ключ для шифрования сколь угодно большого текста. Для защиты данных в ЭВМ в основном используются шифры.

Таблица 2.1 – Классификация методов шифрования.

Шифрование

Замена

Перестановка

Аналитическое преобразование

Гаммирование

Комбинирование

Моноалфавитная

Гомофоническая

Полиалфавитная

Полиграммная

Простая

Усложнённая по таблицам

Усложнённая по таблицам

По правилам алгебры матриц

По особым зависимостям

С короткой конечной гаммой

С длинной конечной гаммой

С бесконечной гаммой

Замена + перестановка

Замена + гаммирование

Перестановка + гаммирование

Гаммирование + гаммирование

Остановимся на некоторых, используемых в настоящее время в криптографии определяющих понятиях.

Гаммирование – процесс наложения по определённому закону гаммы шифра на открытые данные. Под гаммой шифра понимается псевдослучайная двоичная последовательность, вырабатываемая по заданному алгоритму, для зашифрования открытых данных и расшифрования зашифрованных данных.

Зашифрование данных – процесс преобразования открытых данных в зашифрованные с помощью шифра, а расшифрование –процесс преобразования закрытых данных в открытые с помощью шифра.

Шифрование – процесс зашифрования или расшифрования данных.

Дешифрование – процесс преобразования закрытых данных в открыты при неизвестном ключе и, возможно, неизвестном алгоритме.

Имитозащита – защита от навязывания ложных данных. Для обеспечения имитозащиты к зашифрованным данным добавляется имитовставка, которая представляет собой последовательность данных фиксированной длины, полученную по определённому правилу из открытых данных и ключа.

Ключ – конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор одного варианта из совокупности всевозможных для данного алгоритма.

Криптостойкость – характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию. Обычно эта характеристика определяется периодом времени, необходимым для дешифрования.

Криптографическая защита – защита данных с помощью криптографического преобразования, под которым понимается преобразование данных шифрованием и (или) выработки имитовставки.

Синхропосылка – исходные открытые параметры алгоритма криптографического преобразования.

Шифр –совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, осуществляемых по определённым правилам с применением ключей.