Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

I. Обзор основных методов шифрования связи 4

1.1. Основные проблемы и положения 4

1.2. Способы решения 4

1.3. Шифрование аналогового потока 5

1.4. Плюсы и минусы методов шифрования аналогового потока 5

1.5. Шифрование в цифровом канале связи 6

II. Алгоритм шифрования DES 8

III. Алгоритм шифрования AES 13

Высокоуровневое описание алгоритма 14

IV. ГОСТ 28147-89 24

V. Разработка приложения на языке Python 27

V.1. Описание языка Python 27

V.2. Установка языка Python 30

V.3. Библиотека PyCrypto на Python 30

V.4. Собственная реализация AES на Python 33

V.5. Запуск и сопровождение программы 38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 41

Введение

В связи с недавними событиями, произошедшими в сети по вине некой группы Anonymous, появляется все больше причин беспокоиться о защите информации. За деньги на карточке. За телефонные разговоры. За электронную почту. Обеспечить конфиденциальность передаваемых данных – это одна из первоочередных задач в современном мире.

Цель данной работы: рассмотреть алгоритмы шифрования, используемые в мобильных системах и средствах связи, рассмотреть их актуальность, защищенность и оценить, смогут ли они на сегодняшний день эффективно защитить информацию от злоумышленника.

Для этого были поставлены следующие задачи:

• Определить, какие алгоритмы шифрования существуют на сегодняшний день;

• Рассмотреть математический аппарат для того, чтобы понять, как этот алгоритм работает;

• Определить стойкость алгоритма к атакам;

• Сравнить алгоритмы между собой

• Реализовать один из алгоритмов средствами языка Python

Актуальность рассматриваемой темы определена де-факто, так как безопасность данных так же важна в наше время, как, например, прочность замка в двери вашей квартиры.

I. Обзор основных методов шифрования связи

Есть два конечных абонента, которые хотят совершить разговор на расстоянии, с помощью какого-нибудь канала связи. Сам канал они не контролируют. Необходимо избежать утечки информации путем кодирования.

1.1. Основные проблемы и положения

1. Процесс установления соединения и перехода в защищенный режим (или, наоборот, в не защищенный) не должны требовать никаких специальных навыков;

2. Алгоритм шифрования должен быть устойчив к ошибкам;

3. Шифрование не должно налагать ограничение на того, кто его использует (в частности при шифрованном общении конечный пользователь не должен замечать отличий от не кодируемых переговоров).

1.2. Способы решения

В конкретных реализациях данной ситуации могут использоваться различные типы каналов связи:

• Аналоговые;

• Цифро-аналоговые.

Для различных потоков данных применимы различные способы шифрования, например, для цифрового потока возможно использование любого из существующих шифров (вопрос только в эффективности и быстродействии). Например, можно использовать шифр Цезаря или Вижинера или любой другой. В аналоговых потоках применяются принципиально другие подходы.

Соответственно шифрование можно произвести в двух местах:

• Шифрование аналогового потока

• Шифрование цифрового потока

Можно также использовать оба эти шифрования одновременно.

1.3. Шифрование аналогового потока

Наложение защитного шума (накладывается шум перед отдачей в канал связи, и соответственно снимается перед выводом на динамик)

• Временные преобразования:

• Перемешивание отрезков

• Временная инверсия (воспроизведение в обратном порядке)

• Частотные преобразования:

• Инверсия спектра

• Перестановка полос спектра

1.4. Плюсы и минусы методов шифрования аналогового потока

1) Использование шума:

Шум должен быть случайным или, что то же самое, белым (большинство источников генерируют псевдо-случайный шум — такой шум достаточно легко может быть подавлен).

При использовании остальных способов шифрования остаются остаточные признаки речи, по которым, обладая достаточно мощным вычислительным комплексом, можно получить исходную речь в приемлемом качестве.

Даже если использовать белый шум, возникают проблемы: его также надо как-нибудь передать адресату, иначе (если не передавать), то злоумышленник может сделать то же самое, что и адресат (подавить шум).