8. Классификация криптографических систем

Криптография - это совокупность методов, использующих преобразование данных, направленных на то, чтобы сделать эти данные бесполезными для злоумышленника. Для защиты информации с помощью методов криптозащиты используются шифры. Под шифром понимают совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, заданных алгоритмом криптографического преобразования. Такие преобразования обеспечивают решение двух задач:

1. Проблема секретности (лишение злоумышленника возможности извлечь информацию из ВС);

2. Проблема имитостойкости - лишение злоумышленника возможности ввести ложную информацию в ВС или изменить ее так, чтобы исказился смысл информации.

Криптоанализ выполняет обратную задачу, раскрывая шифр или подделывая информацию, таким образом, чтобы она была признанной. Исходный текст принято называть открытым текстом, а шифрованный - шифротекстом или криптограммой. В любом шифре различают два элемента: алгоритм шифрования и ключ. Ключ - это конкретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор одного преобразования из совокупности из возможных для данного алгоритма преобразований.

В криптографии принято правило Керкхгоффа: стойкость шифра должна определяться только секретностью ключа. Считается, что криптосистема раскрыта, если злоумышленник способен с вероятностью превышающей заданную произвести следующие опции:

1. вычислить секретный ключ;

2. выполнить эффективный алгоритм преобразования, функционально эквивалентный исходному криптоалгоритму.

Сложность алгоритма раскрытия ключа является одной из важнейших характеристик криптоключа и называется криптозащищенностью.

Криптосистемы можно разделить на 3 типа:

1. симметричные;

2. несимметричные;

3. квантовые (с оптическим ключом).

Симметричные криптосистемы делятся на две группы: блочные (информация идет отдельными блоками) и потоковые (информация идет непрерывно). В потоковых системах шифрующее преобразование элемента открытого текста меняется от одного элемента к другому, в то время как для блочных шифров шифрующее преобразование каждого блока является неизменным. В блочных шифрах одинаковые блоки открытого текста переводятся в одинаковые блоки шифрованного текста, в потоковых шифрах каждый входной элемент зашифровывается в выходной способом, зависящим от внутреннего состояния шифратора. Два появившихся одинаковых элемента в открытом тексте в случае потокового шифрования не будут приводить к появлению одинаковых элементов в шифротексте.

Блочные шифры делятся на шифры

• перестановки;

• замены;

• составные шифры.

Потоковые шифры делятся на синхронные и самосинхронизирующиеся.

В синхронных шифрах следующее состояние зависит только от предыдущего состояния шифратора и не зависит от входного открытого текста, поэтому каждый элемент, искаженный в процессе передачи, приводит к появлению только одного искаженного дешифрованного элемента. Однако если в процессе передачи один элемент будет потерян, то это приведет к нарушению синхронизации, в результате чего весь текст, следующий за потерянным элементом, будет расшифрован неправильно.

В системах с самосинхронизацией ошибка при потере элемента в шифрованном тексте приведет к появлению некоторого ограниченного числа ошибок в дешифрированном тексте, после чего синхронизация будет восстановлена и будет вырабатываться правильный текст.