8 Гаммирование. Общее понятие и применение.

Гаммирование.

В потоковых алгоритмах шифрования каждый бит исходной информации шифруется независимо от других с помощью гаммирования. Обычно используются исключающее “или” (сложение по модулю 2). Для расшифрования та же гамма накладывается ещё раз.

Гаммирование – метод заключается в наложении на исходный текст некоторой случайной гаммы последовательности генерированное на основе ключа по определенному правилу. Чаще всего этим правилом является исключающее или.

Виды Гаммирования:

1. С одноразовым ключом.

В качестве гаммы берется единственный раз и длина ее равна длине шифрованного текста и гамма используется один единственный раз. При однократном использовании случайной гаммы одного размера с шифруемыми данными взлом кода невозможен. (Это криптосистема с одноразовым или бесконечным ключом. Гамма не повторяются).

2. С конечным ключом – ключ короче текста.

Ключ дублируется. Текст шифруется блоками под размер ключа.

3. На основе генератора псевдослучайных чисел. В этом случае ключом является число инициализации или порождающее число генератора. Каждый генератор псевдослучайных чисел имеет период m=j^B, где B- длина псевдослучайного числа в битах, после которых генерируемая последовательность повторяется. Период псевдослучайных гаммы должен быть больше, чем шифруемое сообщение.

7 Криптография: симметричные и асимметричные алгоритмы. Принцип действия, пример.

Классификация алгоритмов шифрования

Криптосистемы делятся на:

3. Ассиметричные (2 ключа (с открытым и закрытым ключом))

   • Разложение на множество больших составных чисел RSA (райвест-шамир-Адлеман)

   • Методы основанные на точках эллиптических кривых

   • Использование дискретных алгоритмов (Эль-Гамаль)

4. Симметричные (1 ключ)

а) принцип обработки информации

• Блочная обработка

• Потоковая (побитовая)

- с одноразовым ключом

- с конечным ключом

- на основе генераторов псевдослучайных чисел

б) методы преобразования

• Шифры простой замены (подстановка)

• Методы перестановки

• Метод гаммирования

• Составные (комплексные)

Симметричный алгоритм – алгоритм для шифрования и дешифрования использующие один и тот же ключ (проблема с потенциальной передачей ключа).

Ассиметричный алгоритм – использующий пару ключей взаимозаменяемых и дополняющих друг друга. Один закрытый, другой открытый. Открытый – в общем доступе.

Потоковая – посимвольная обработка открытого текста. При этом каждый бит исходящей информации шифруется независимо от других с помощью операции гаммирования.

Блочные шифры – открытый текст разбивается на блоки (по 64 бита) и шифрование осуществляется поблочно.

Шифром замены – каждый символ открытого текста будет заменен на символ закрытого текста.

В классической криптографии 4 разновидности шифра замены:

• Простая замена (одноалфовитный шифр) – шифр Цезаря.

  А → Г Б → Д В → Е Г → Ё Д →Ж И т.д.

• Омофонная замена (одному символу может соответствовать один из списка символов замены)

  А → 5,15,40,90 Б →6,12,17,80

• Блочная замена (шифрование производится блоками (замена блоков текста на что-то))

• Многоалфавитная замена состоит из нескольких шифров простой замены.

С помощью кода можно выразить только то, что было предусмотрено заранее.

Шифры перестановки – буквы открытого текста не замещаются, а меняется порядок их следования.

Л О П Е А А Ч Р Т С К И Е Т А Л Л ↓ ЛОПЕААЧРТСКИЕТАЛЛ.

Ключ – размер матрицы.

Гаммирование – метод заключается в наложении на исходный текст некоторой случайной гаммы последовательности генерированное на основе ключа по определенному правилу. Чаще всего этим правилом является исключающее или.

Бывают с одноразовым ключом в качестве гаммы берется единственный раз и длина ее равна длине шифрованного текста и гамма используется один единственный раз.

Например исключающее или, сложение по модулю.

	0	1
0	0	1
1	1	0

Второй вид гаммирования - гаммирование с конечным ключом, ключ короче текста. Текст шифруется блоками под размер ключа.

1 1 0 0 1 0 1 0 – текст

1 1 0 1 1 1 0 1 + сложение по модулю, где 1101-ключ

0 0 0 1 0 1 1 1 –шифрованный текст

Третий вид – гамма получателя с помощью генератора псевдослучайных чисел.

Проблемы:

1. Как получить гамму (ключ) с заданной длиной? Гамму получают с помощью генератора псевдослучайных чисел. Начинается с какого-то числа, (число инициализации) запускает генератор.

2. Какой размер гаммы? Гамму можно получить с помощью введения ключа.

3. Обратимость операции. Простой ввод ключа, который переводится в двоичную систему и накладывается.

Составные шифры включают всё, что описано выше.

Ассиметричные алгоритмы
1) RSA	Стойкость зависит от сложности факторизации больших целых чисел.
2) ECC-криптосистема на основе элиптических кривых.	Крипто система на основе эллиптических кривых. Использует алгебраичную систему в терминах (…) элептических кривых, по отношению к другим ассиметричным системам при эквивалентной стойкости используют ключи меньшей длины и имеют большую производительность.
3) Метод Эль-Гамаля	Вариант алгоритма Деффи-Хеллмана, который используется для шифрования электронной подписи. В основе метода лежит проблема дискретного алогорифмирования
DSS (Digital Signature Standard)	Ключ от 512 до 1024 бита. Стандарт одобрен правительством США. В стандарте найдены слабые места, используют только для электронной подписи для шифрования не используют. Метод основан на проблеме дискретного логарифма.