Методы организации секретного канала, основные положения криптографической информации.
Секретный канал организуется отдельно от канала передачи шифрованного сообщения, данный канал должен быть защищен от внешнего прослушивания противником, по каналу передаются, данные которые необходимы для расшифровки сообщения.
Каналы бывают:
1. Электромагнитный канал.
– радиоканал (высокочастотное излучение);
− низкочастотный;
− сетевой (наводки на сеть электропитания);
− заземления (наводки на провода заземления);
− линейный (наводки на линии связи между компьютерами). 2. Акустический (виброакустический) канал.
3.Визуальный канал
4. Информационный канал
− коммутируемых линий связи,
− выделенных линий связи,
− локальной сети,
− машинных носителей информации,
− терминальных и периферийных устройств.
Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу) — наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.
1. Абсолютно закрытый канал связи.
2. Скрыть сам факт передачи сообщения, но само сообщения передавать в открытом виде. «Спрятать так чтобы не кто не нашел». Стеганогра́фия (от греч скрытый и греч. пишу, буквально «тайнопись») — это наука о скрытой передаче информации путём сохранения в тайне самого факта передачи
3. Не скрывается сам факт передачи сообщения, но само сообщения передается в открытом виде не понятном для посторенних.
Основные положения и понятия. Принципы Керкгоффса. Современные приложения криптографических методов.
Криптология делится на криптологию и криптоанализ.
Целью криптографии защита информации является, защита от утечки информации, которая обеспечивается путем обратимо взаимно однозначной преобразования сообщения или хранилищ данных в форму непонятную для не авторизованных лиц.
Шифр совокупность обратимых, взаимно обратных сообщений, на множество закрытых сообщений задаваемых криптографически.
Ключ к шифру это легко выполняемый аппаратно, легко сменяемый элемент шифра применяемый для отдельного сообщения.
Ключ это некоторое секретное составляющие, криптографический элемент обеспечивающий выбор одного криптографического преобразования, из совокупности всех возможный преобразований представляющих алгоритмом криптографических преобразований.
Атака на шифр попытка расшифровать сообщение не зная ключа.
Симметри́чные криптосисте́мы (также симметричное шифрование, симметричные шифры) — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ.
Криптостойкость шифра – это стойкость шифра, противостойкость к атакам на него.
Принцип Керкгоффса.
1 Предполагается что противник знает язык на котором написано сообщение.
2 Противник знает алгоритм шифрования.
2 Противник не знает ключа.
Криптографические методы нашли применение в настоящие время не только для задач шифрования.
Для современной криптографии характерно использование открытых алгоритмов шифрования, предполагающих использование вычислительных средств.
Например симметричным ключем DES, ГОСТ 28147-89.
асимметричные RSA и Elgamal (Эль-Гамаль).
Система секретной связи Щеннона, абсолютно стойкий и условно стойкий шифр. Принцип рассеивания и перемешивания.
M – открытое сообщение.
CK – криптограмма полученная на ключе.
EK – Функция шифрования.
Шифр будет абсолютно стойким если выполняются следующие условия:
1 Если ключ будет истинно случайным числом.
2 Каждый ключ используется один раз
3 Длина ключа равна или больше длины сообщения
4 ?
Для условно стойкого шифра должны выполняться следующие условия:
– вычислительная сложность полного перебора
– известные на данный момент слабости (уязвимости) и их влияние на вычислительную сложность.
Существует основных принципа с симметричным ключем:
1 Рассеивания.
2 Перемешивания.
Задача рассеивания влияния каждого символа сообщения на большее количество символов зашифрованного.
А |
Б |
б |
г |
д |
и |
ж |
т |
Задача перемешивания символы не заменяются, а переставляются по некоторому правилу, секретного ключа.
Перемешивания – сделать как можно более сложной зависимость между ключом и шифротекстом. Обычно перемешивание осуществляется при помощи подстановок. S – блоки.
Перемешивание и рассеивание выполняются последовательно, данный процесс может выполняться многораундно около 16 раундов.
Шифры одноалфавитной замены. Их свойства. Примеры.
Шифр простой замены, простой подстановочный шифр, моноалфавитный шифр — класс методов шифрования, которые сводится к созданию по определённому алгоритму таблицы шифрования, в которой для каждой буквы открытого текста существует единственная сопоставленная ей буква шифр-текста. Само шифрование заключается в замене букв согласно таблице. Для расшифровки достаточно иметь ту же таблицу, либо знать алгоритм, по которой она генерируется.
Одноалфавитный шифр подстановки (шифр простой замены) — шифр, при котором каждый символ открытого текста заменяется на некоторый, фиксированный при данном ключе символ того же алфавита.
Шифрование замены символа может выполняться по формулам:
Ci = (Mi + Ki) mod L
где 0 <= i <= L;
L – мощность, количество символов в алфавите;
Mi – шифруемый символ;
Ci – шифрованный символ;
Ki – символ секретного ключа, взаимно просто с L;
i – порядковый номер символа.
Расшифрование производиться по формуле.
Mi = (Ci – Ki) mod L.
Шифры многоалфавитной замены. Шифры Виженера, свойства.
Многоалфавитный шифр подстановки состоит из нескольких шифров простой замены.
Примером полиалфавитного шифра является шифр Виженера. Блез де Виженер предложил использовать в качестве ключа часть текста самого сообщения или же уже шифрованного сообщения.
Квадрат Виженера представляет следующий вид.
|
А |
Б |
В |
… |
Я |
А |
А |
Б |
В |
… |
Я |
Б |
Б |
В |
Г |
… |
А |
В |
В |
Г |
Д |
… |
Б |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Я |
Я |
А |
Б |
… |
Ю |
Шифрование
Ключ |
А |
Б |
В |
А |
Б |
В |
Открытый текст |
Ш |
И |
Ф |
Р |
|
|
Шифрованный текст |
Ш |
Й |
Ц |
Р |
|
|
Монофонический шифр, его место.
Пропорциональные или монофонические шифры – методы замены, в которых уравнивается частота появления зашифрованных знаков.
К одноалфавитным методам подстановки относятся пропорциональные или монофонические шифры, в которых уравнивается частота появления зашифрованных знаков для защиты от раскрытия с помощью частотного анализа. Для знаков, встречающихся часто, используется относительно большое число возможных эквивалентов. Для менее используемых исходных знаков может оказаться достаточным одного или двух эквивалентов. При шифровании замена для символа открытого текста выбирается либо случайным, либо определенным образом (например, по порядку).
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
… |
О |
… |
Я |
ю |
к |
н |
р |
и |
с |
|
й |
|
|
ы |
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
у |
|
|