10. Понятие криптографических методов защиты, основные требования к криптографическому закрытию информации

Криптографические методы являются наиболее эффективными средствами защиты информации в автоматизированных системах. А при передаче информации по протяженным линиям они являются единственным реальным средством предотвращения несанкционированного доступа. Любой криптографический метод характеризуется такими показателями как стойкость и трудоемкость.

Стойкость метода – тот минимальный объем зашифрованного текста, статистическим анализом которого можно вскрыть исходный текст. То есть стойкость шифра определяет допустимый объем информации, зашифровываемый с помощью одного ключа.

Трудоемкость метода определяется числом элементарных операций, необходимых для шифрования одного символа исходного текста.

Основные требования к криптографическому закрытию информации:

1. Сложность и стойкость криптографического закрытия данных должны выбираться в зависимости от объема и степени секретности данных.

2. Надежность закрытия должна быть такой, чтобы секретность не нарушалась, даже если злоумышленнику становится известен метод шифрования.

3. Метод закрытия, набор используемых ключей и механизм их распределения не должны быть слишком сложными.

4. Выполнение процедур прямого и обратного преобразований должно быть формальным, то есть эти процедуры не должны зависеть от длины сообщений.

5. Ошибки, возникающие в процессе преобразования, не должны распространяться по автоматизированной системе.

6. Вносимая процедурами защиты избыточность должна быть минимальной.

9. Классификация основных методов криптографического закрытия информации

Классификация основных методов криптографического закрытия информации:

1. Шифрование

1. Подстановка (замена)

   1. Одноалфавитная

   2. Многоалфавитная одноконтурная обыкновенная

   3. Многоалфавитная одноконтурная монофоническая

   4. Многоалфавитная многоконтурная

2. Перестановка

   1. Простая

   2. Усложненная по таблице

   3. Усложненная по маршруту

3. Гаммирование

   1. С конечной короткой гаммой

   2. С конечной длинной гаммой

   3. С бесконечной гаммой

4. Аналитические преобразования

   1. Матричные

   2. По особым зависимостям

5. Комбинированный

   1. Подстановка + перестановка

   2. Подстановка + гаммирование

   3. Перестановка + гаммирование

   4. Гаммирование + гаммирование

2. Кодирование

1. Смысловое по специальным таблицам

2. Символьное по кодовому алфавиту

1. Другие виды

   1. Рассечение, разнесение

      1. Смысловое

      2. Механическое

   2. Сжатие, расширение

Шифрование методом замены, подстановки – наиболее простой метод. Символы шифруемого текста заменяются другими символами взятого из одного алфавита (одноалфавитная замена) или нескольких алфавитов (многоалфавитная).

Многоалфавитная одноконтурная используется несколько алфавитов, причем смена их производится последовательно или циклически (таблица Виженера).

Многоалфавитная одноконтурная монофоническая. Количество и состав алфавитов выбираются таком образом, чтобы частоты появления всех символов зашифрованных в тексте были одинаковы. Таким образом затрудняется криптоанализ зашифрованного текста с помощь статистической обработки.

Многоалфавитная многоконтурная. Суть заключается в том, что для шифрования используется несколько наборов алфавитов, используемых циклически, причем каждый алфавит имеет свой цикл. (количество вариантов - 20^n, где n – число алфавитов)

Гаммирование. Суть метода состоит в том, что символы шифруемого текста складываются с символами специальной последовательности, называемой гамма.

t_ш = t₀ XOR t_г

шифруемый символ = оригинальный символ XOR гаммированный символ

Шифрование с помощью аналитически преобразований. Достаточно надежный способ закрытия информации за счет использования при шифровании некоторых аналитических преобразований, например можно использовать элементы алгебры матриц ||a||, в частности умножение матрицы на вектор. В качестве ключа – матрица m*n. Исходный текст разбивается на блоки, блинной n символов. Каждый блок рассматривается как n-мерный вектор. А процесс шифрования заключается в получении нового n-мерного вектора (зашифрованного блока), как результат умножения матрицы a на исходный вектор.

Комбинированные методы шифрования. Достаточно надежный метод. Заключается в использовании нескольких различных способов шифрования. То есть последовательное шифрование исходного текста сначала одним, затем другим, может третьим, и более методами. Стойкость такого шифрования должна быть не ниже стойкости использованных методов. S = S1 * S2 * S3 * …