- •Доктрина информационной безопасности рф: интересы, составляющие, угрозы, источники угроз, задачи и методы их решения.
- •2. Федеральный закон об информации, информационных технологиях и о защите информации: основные понятия. Закон о государственной тайне. Перечень сведений, отнесенных к государственной тайне.
- •Глава 28. Преступления в сфере компьютерной информации
- •Информация, свойства информации. Количество информации: энтропийный и тезаурусный подход. Собственная информация и энтропия, сообщение с максимальной энтропией. Двоичная энтропия.
- •3. Ценность информации изменяется во времени.
- •4. Информация покупается и продается.
- •5. Сложность объективной оценки количества информации.
- •Определение с помощью собственной информации
- •Информационная безопасность в компьютерных системах. Понятия компьютерной системы и безопасности информации. Угрозы, несанкционированный доступ, вредительское по (компьютерные вирусы)
- •Вредительские программы
- •1. Несанкционированный доступ к информации
- •Криптография: модель криптографической системы, основные понятия. Криптоанализ: классификация угроз и атак на криптосистемы. Требования, предъявляемые к криптосистемам.
- •7. Сложность алгоритма как функция размерности входных данных (символ «o»). Алгоритмы полиномиальной и экспоненциальной сложности.
- •Сложность вскрытия криптосистемы. Принцип Kerckhoffs. Атака полным перебором. Совершенная и вычислительная секретность. Понятие криптографического протокола.
- •9. Конфиденциальность. Классы шифров. Симметричная криптография и криптография с открытым ключом.
- •Популярные классы шифров Симметричный и ассиметричный классы шифров
- •10. Подстановочный шифр: понятие s-блока, стойкость к атаке полным перебором, примеры моноалфавитных и полиалфавитных шифров.
- •11. Перестановочный шифр: вектор перестановки, перестановочная матрица p и ее свойства, стойкость к атаке полным перебором, примеры шифров.
- •12. Статистические атаки на подстановочные и перестановочные шифры, частотный анализ.
- •Математическое определение
- •Избыточность естественных языков
- •Избыточность и сжатие текстов
- •14. Блочные шифры. Атака созданием кодовой книги. Режим электронной книги, режим сцепления блоков зашифрованного текста: достоинства и недостатки.
- •Основная идея
- •Режимы работы блочного шифра
- •15. Использование блочного шифра как самосинхронизирующегося поточного шифра. Режим счетчика: достоинства и недостатки.
- •17. Использование одного преобразования для шифрования и дешифрования. Сеть Feistel и шифр Feistel: достоинства, функция раунда, примеры шифров с параметрами. Эквивалентные ключи: пример.
- •Конструкция блочного шифра на основе сетей Фейстеля
- •Шифрование
- •18. Минимальное число раундов в шифре Feistel. Слабые ключи и слабые шифрующие функции.
- •19. Линейный криптоанализ блочных шифров: пример линейного приближения и вычисления вероятности приближения.
- •Принцип работы
- •Построение линейных уравнений
- •20. Разностный криптоанализ блочных шифров и атака на основе подобранного зашифрованного текста: пример восстановления ключа.
- •21. Шифр des: параметры, общая схема шифрования и дешифрования, функция раунда, алгоритм развертки ключей. Стойкость шифра des и 3des (Triple des), слабые ключи.
- •Увеличение криптостойкости des
- •Применение
- •Известные атаки на des
- •22. Шифр гост 28147-89: параметры, общая схема шифрования и дешифрования, функция раунда, алгоритм развертки ключей, использование шифра в рф.
- •Описание
- •Достоинства госТа
- •Криптоанализ
- •Критика госТа
- •Возможные применения
- •23. Шифр aes (Rijndael): параметры, общая схема шифрования и дешифрования, подстановка байтов, сдвиг строки, смешивание столбцов, смешивание с ключом раунда, особенности использования.
- •Алгоритм обработки ключа
- •24. Шифр одноразовый блокнот. Поточные шифры и задача генерации равномерно распределенных псевдослучайных чисел. Линейный конгруэнтный генератор псевдослучайных чисел: использование, криптоанализ.
- •25. Регистры сдвига с линейной обратной связью (рслос): общая схема, математическое описание, пример генерации гаммы, период, рслос с максимальным периодом, криптоанализ.
- •26. Шифр rc4 (arcfour): параметры, алгоритм развертки ключа, алгоритм генерации гаммы. Алгоритмическое и схематическое описание.
- •27. Шифр a5/1: параметры, схема, мажоритарная функция, алгоритм работы при шифровании кадра.
- •29. Криптография с открытым ключом
- •Идея криптосистемы с открытым ключом
- •Основные принципы построения криптосистем с открытым ключом
- •Криптография с несколькими открытыми ключами
- •Криптоанализ алгоритмов с открытым ключом
- •Особенности системы Применение
- •Преимущества
- •Недостатки
- •Виды симметричных шифров
- •Виды асимметричных шифров
- •30. Целые числа : делимость, свойство евклидности, алгоритм Евклида (с примером), расширенный алгоритм Евклида( с примером)
- •[Править]Обозначения
- •Связанные определения
- •Свойства
- •Алгоритм Евклида для целых чисел
- •31. Простое число. Количество простых чисел. Основная теорема арифметики.
- •Бесконечность множества простых чисел
- •32. Функция Эйлера. Вычисление функции Эйлера простого числа и произведения двух простых чисел : примеры.
- •Вычисление функции Эйлера
- •Свойства
- •33. Теорема Эйлера и ее доказательства, малая теорема Ферма : примеры.
- •Доказательства с помощью теории чисел
- •Свойства и некоторые следствия
- •Применение в криптографии
- •Введение
- •Алгоритм создания открытого и секретного ключей
- •Шифрование и дешифрование
- •Корректность схемы rsa
- •Алгоритмы факторизации
- •Экспоненциальные алгоритмы
- •Субэкспоненциальные алгоритмы
- •36. Целостность. Избыточность как способ обеспечения целостности данных. Классификация методов. Код аутентификации сообщения (имитовставка). Функция хешифорвания и ее свойства. Сжимающая функция.
- •Область использования
- •Целостность данных в криптографии
- •Схемы использования
- •Обеспечение целостности данных с использованием шифрования и mdc
- •Обеспечение целостности данных с использованием шифрации и mac
- •Неумышленные нарушения целостности
- •Аутентификация и целостность
- •37. Понятие коллизии. Парадокс дней рождения. Сравнение длины кода аутентификации сообщения (имитоставки) и длины блочного шифра. Коллизии md5
- •Поиск коллизий хеш-функций
- •Примеры
- •38. Алгоритм хеширования md5 : параметры, алгоритм забивки, алгоритм изменения переменных сцепления, раунды и операции, функции раундов.
- •Шаг 4. Вычисление в цикле
- •Шаг 5. Результат вычислений
- •Криптоанализ
- •Атаки переборного типа
- •39. Решение задачи безопасного хранения паролей в ос Windows: nt hash.
- •40. Решение задачи безопасного хранения паролей, понятие «соли».
- •42. Аутентификация сущности. Протоколы с нулевым разглашением: итеративность доказательства, пример.
- •Общая структура доказательств с нулевым разглашением
- •Злоупотребления
- •43. Инфраструктура открытых ключей (pki), сертификат X.509, центр сертификации.
- •Объекты pki
- •Основная идея
- •Описание
- •44. Аутентификация источника информации и цифровая подпись. Сходства и различия задач, решаемых с помощью функций хеширования и цифровых подписей. Постановка и верификация подписи.
- •Назначение и применение эп
- •Виды электронных подписей в Российской Федерации
- •Алгоритмы
- •Использование хеш-функций
- •Симметричная схема
- •Асимметричная схема
- •45. Алгоритм цифровой подписи rsa. Пример постановки и верификации подписи.
- •46. Одноразовые пароли. Хеш-цепочки Lamport. Примеры использования.
- •Способы создания и распространения otp
- •Реализация Математические алгоритмы
- •Синхронизированные по времени
- •Одноразовый пароль через sms
- •Одноразовый пароль на мобильном телефоне
- •Сравнение технологий
- •Стандартизация
- •Otp в рамках банковского дела
- •Связанные технологии
- •Общие сведения
- •Шесть требований Керкгоффса
- •Перебор по словарю и сложность пароля
- •Основные противодействия атакам по словарю Противодействия online атакам по словарю
- •Недостатки
- •48. Алгоритм Diffie–Hellman и задача нахождения дискретного логарифма. Пример выработки общего ключа. Атака типа «человек посередине» на алгоритм Diffie– Hellman.
- •[Править]Пример
- •[Править]Шифрование с открытым ключом
- •Криптографическая стойкость
Идея криптосистемы с открытым ключом
Идея криптографии с открытым ключом очень тесно связана с идеей односторонних функций, то есть таких функций , что по известному довольно просто найти значение , тогда как определение из невозможно за разумный срок.
Но сама односторонняя функция бесполезна в применении: ею можно зашифровать сообщение, но расшифровать нельзя. Поэтому криптография с открытым ключом использует односторонние функции с лазейкой. Лазейка — это некий секрет, который помогает расшифровать. То есть существует такой , что зная и , можно вычислить . К примеру, если разобрать часы на множество составных частей, то очень сложно собрать вновь работающие часы. Но если есть инструкция по сборке (лазейка), то можно легко решить эту проблему.
Понять идеи и методы криптографии с открытым ключом помогает следующий пример — хранение паролей в компьютере. Каждый пользователь в сети имеет свой пароль. При входе он указывает имя и вводит секретный пароль. Но если хранить пароль на диске компьютера, то кто-нибудь его может считать (особенно легко это сделать администратору этого компьютера) и получить доступ к секретной информации. Для решения задачи используется односторонняя функция. При создании секретного пароля в компьютере сохраняется не сам пароль, а результат вычисления функции от этого пароля и имени пользователя. Например, пользователь Алиса придумала пароль «Гладиолус». При сохранении этих данных вычисляется результат функции (ГЛАДИОЛУС), пусть результатом будет строка РОМАШКА, которая и будет сохранена в системе. В результате файл паролей примет следующий вид:
Имя |
(имя_пароль) |
АЛИСА |
РОМАШКА |
БОБ |
НАРЦИСС |
Вход в систему теперь выглядит так:
Имя: |
АЛИСА |
Пароль: |
ГЛАДИОЛУС |
Когда Алиса вводит «секретный» пароль, компьютер проверяет, даёт или нет функция, применяемая к ГЛАДИОЛУС, правильный результат РОМАШКА, хранящийся на диске компьютера. Стоит изменить хотя бы одну букву в имени или в пароле, и результат функции будет совершенно другим. «Секретный» пароль не хранится в компьютере ни в каком виде. Файл паролей может быть теперь просмотрен другими пользователями без потери секретности, так как функция практически необратимая.
В предыдущем примере используется односторонняя функция без лазейки, поскольку не требуется по зашифрованному сообщению получить исходное. В следующем примере рассматривается схема с возможностью восстановить исходное сообщение с помощью «лазейки», то есть труднодоступной информации. Для шифрования текста можно взять большой абонентский справочник, состоящий из нескольких толстых томов (по нему очень легко найти номер любого жителя города, но почти невозможно по известному номеру найти абонента). Для каждой буквы из шифруемого сообщения выбирается имя, начинающееся на ту же букву. Таким образом букве ставится в соответствие номер телефона абонента. Отправляемое сообщение, например «КОРОБКА», будет зашифровано следующим образом:
Сообщение |
Выбранное имя |
Криптотекст |
К |
Королёв |
5643452 |
О |
Орехов |
3572651 |
Р |
Рузаева |
4673956 |
O |
Осипов |
3517289 |
Б |
Батурин |
7755628 |
К |
Кирсанова |
1235267 |
А |
Арсеньева |
8492746 |
Криптотекстом будет являться цепочка номеров, записанных в порядке их выбора в справочнике. Чтобы затруднить расшифровку, следует выбирать случайные имена, начинающиеся на нужную букву. Таким образом исходное сообщение может быть зашифровано множеством различных списков номеров (криптотекстов).
Примеры таких криптотекстов:
Криптотекст 1 |
Криптотекст 2 |
Криптотекст 3 |
1235267 |
5643452 |
1235267 |
3572651 |
3517289 |
3517289 |
4673956 |
4673956 |
4673956 |
3517289 |
3572651 |
3572651 |
7755628 |
7755628 |
7755628 |
5643452 |
1235267 |
5643452 |
8492746 |
8492746 |
8492746 |
Чтобы расшифровать текст, надо иметь справочник, составленный согласно возрастанию номеров. Этот справочник является лазейкой (секрет, который помогает получить начальный текст), известной только легальным пользователям. Не имея на руках копии справочника, криптоаналитик затратит очень много времени на расшифровку.
Схема шифрования с открытым ключом
Пусть — пространство ключей, а и — ключи шифрования и расшифрования соответственно. — функция шифрования для произвольного ключа , такая что:
Здесь , где — пространство шифротекстов, а , где — пространство сообщений.
— функция расшифрования, с помощью которой можно найти исходное сообщение , зная шифротекст :
{ : } — набор шифрования, а { : } — соответствующий набор для расшифрования. Каждая пара имеет свойство: зная , невозможно решить уравнение , то есть для данного произвольного шифротекста , невозможно найти сообщение . Это значит, что по данному невозможно определить соответствующий ключ расшифрования . является односторонней функцией, а — лазейкой.[3]
Ниже показана схема передачи информации лицом А лицу В. Они могут быть как физическими лицами, так и организациями и так далее. Но для более лёгкого восприятия принято участников передачи отождествлять с людьми, чаще всего именуемыми Алиса и Боб. Участника, который стремится перехватить и расшифровать сообщения Алисы и Боба, чаще всего называют Евой.
Боб выбирает пару и шлёт ключ шифрования (открытый ключ) Алисе по открытому каналу, а ключ расшифрования (закрытый ключ) защищён и секретен (он не должен передаваться по открытому каналу).
Чтобы послать сообщение Бобу, Алиса применяет функцию шифрования, определённую открытым ключом : , — полученный шифротекст.
Боб расшифровывает шифротекст , применяя обратное преобразование , однозначно определённое значением .