диплом_без_exe / Доклад

Здравствуйте. Я – Уваров Роман. Научный руководитель – Воронков Борис Николаевич. Тема дипломной работы «Алгоритм и программа генерации ключевой информации».

Постановка задачи:

• Провести сравнительный анализ известных генераторов псевдослучайных последовательностей (ГПСП), используемых при формировании ключей в комплексных системах защиты информации.

• Реализовать криптографически стойкий алгоритм генерации ключевой последовательности.

• Провести тестирование программы, сравнить свойства полученных последовательностей со свойствами истинно случайных последовательностей.

Настоящая работа посвящена в первую очередь ГПСП, ориентированным на использование в системах защиты информации от случайных и умышленных деструктивных действий. Вначале рассматриваются общие принципы про­ектирования непредсказуемых ГПСП, требования к таким устройствам, описываются основные строительные бло­ки, используемые при их создании. Уделяется внимание конгру­энтным генераторам, регистрам сдвига с линейными (LFSR) и нелинейными обратными связями. Далее рассматри­вается важнейший класс ГПСП, а именно последовательности, формируемые генераторами, функционирующими в конечных полях. И в завершении приводится теория стохастических ГПСП (RFSR), основными достоинствами которых являются эффективная программная и аппаратная реализация, высокое быстродействие. По этим параметрам данные генераторы очень незна­чительно уступают LFSR, при этом в отличие от последних являются нелинейными и обладают всеми свойствами криптографи­ческих ГПСП.

Мною была написана программа, реализующая алгоритм генерации ключевых последовательностей с помощью построения блоков стохастического преобразования, так называемых R-блоков, ключевой информацией которого является характер заполнения таблицы H, содержащей элементы поля Галуа, перемешанные случайным образом. В программе реализована возможность анализа и тестирования ранее сформированных ключевых последовательностей графическими и оценочными тестами. Графические тесты отображают статистические свойства ключевых последовательностей в виде графических зависимостей, по виду которых мы делаем вывод о свойствах исследуемой последовательности. Оценочные тесты отображают статистические свойства ключевых последовательностей в виде числовых характеристик. На основе оценочных критериев мы делаем заключения о степени близости свойств анализируемой и истинно случайной последовательностей.

Ход программы : при открытии программы автоматически генерируется 100 ключевых последовательностей, использующих константу смещения, заданную в поле «Константа смещения», длиной 144 десятичных цифры каждая, что видно по форме.

Для проведения тестирования требуется, чтобы поле программы было заполнено одной или несколькими ключевыми последовательностями. «Гистограмма» отобразит результат теста на равномерность распределения цифр в исследуемой последовательности, частоты появления в ней конкретной цифры в виде гистограммы, по оси абсцисс откладываются искомые числовые значения (согласно заданному разряду), по оси ординат – количество повторений их в последовательности. «Распределение» отобразит результат теста определения зависимостей между элементами исследуемой последовательности: согласно заданному разбиению на поле отобразятся точки с координатами последующих и предыдущих значений в последовательности. «Серии» отобразит результат теста равномерности распределения символов в исследуемой последовательности на основе анализа частоты появления нулей и единиц и серий, состоящих из 2 и 3 бит, по оси абсцисс указаны серии в порядке их следования, по оси ординат – количество повторений текущей серии в исследуемой последовательности. «Тесты Д. Кнута» отображает результаты, основанные на статистическом критерии хи-квадрат. Результат проверки несцепленных серий, который анализирует длину несцепленных серий различных разрядов, а так же результат проверки комбинаций, который анализирует различные комбинации чисел в подпоследовательностях, далее сравнивая полученные значения с табличными критическими значениями хи-квадрат распределения гипотеза о равномерном законе распределения подтверждается, либо отклоняется. Исходя из описанных тестов, мы можем делать вывод о схожести свойств исследуемой ключевой и истинно случайной последовательностей.

Таким образом, был:

• Проведен сравнительный анализ известных генераторов псевдослучайных последовательностей, используемых при формировании ключей в комплексных системах защиты информации, выделен класс криптографически стойких ГПСП.

• Реализован криптографически стойкий алгоритм генерации ключевой последовательности.

• Проведено тестирование программы, подтвердившее её работоспособность и возможность получения криптографически стойких ключей.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.