Технические аспекты информационной безопасности Криптографические методы и средства защиты.

Методы криптографии (шифрования) позволяют решить комплекс проблем, связанных с защитой информации. Они направлены на обеспечение скрытия информации, содержащейся в сообщении. Кроме того, они используются в аутентификации пользователей и обеспечении подлинности принимаемых сообщений. Исходное сообщение, над которым производится операция шифрования, называется открытым текстом, а результат шифрования - шифротекстом, или криптограммой.

В криптографии обычно рассматриваются два типа криптографических алгоритмов. Это классические криптографические алгоритмы, основанные на использовании секретных ключей, и новые криптографические алгоритмы с открытым ключом, основанные на использовании ключей двух типов: секретного (закрытого) и открытого, так называемые двухключевые алгоритмы.

В классической криптографии ("криптографии с секретным ключом" или "одноключевой криптографии") используется только одна единица секретной информации - ключ, знание которого позволяет отправителю зашифровать информацию (текстовое, графическое или речевое сообщение), а получателю - расшифровать. Их недостаток в том, что они требуют для передачи ключа получателю информации "защищенного канала", и если число взаимодействующих абонентов велико, то проблема обмена ключами становится весьма затруднительной.

В соответствии с этим в последнее время широко распространились методы шифрования, базирующиеся на двухключевой системе шифрования (ДКСШ). Особенность ее технологии состоит в том, что одновременно генерируется уникальная пара ключей, при этом текст, зашифрованный одним из них, может быть расшифрован только с использованием второго ключа, и наоборот. Каждый пользователь генерирует пару ключей, оставляет один закрытый у себя и никому никогда не передает, а второй открытый передает тем, с кем ему необходима защищенная связь. Если этот пользователь хочет аутентифицировать себя (поставить электронную подпись), то он шифрует текст своим закрытым ключом и передает этот текст своим корреспондентам. Если им удастся расшифровать текст открытым ключом этого пользователя, то становится ясно, что тот, кто его зашифровал, имеет в своем распоряжении парный закрытый ключ. Если пользователь хочет получать секретные сообщения, то его корреспонденты зашифровывают их с помощью открытого ключа этого пользователя. Расшифровать эти сообщения может только сам пользователь с помощью своего закрытого ключа. При необходимости взаимной аутентификации и двунаправленного обмена секретными сообщениями каждая из общающихся сторон генерирует собственную пару ключей и посылает открытый ключ своему корреспонденту.

Важнейшими характеристиками алгоритмов шифрования являются криптостоикость, длина ключа и скорость шифрования.

В настоящее время наиболее часто применяются три основных стандарта шифрования:

DES;

ГОСТ 28147-89 - отечественный метод, отличающийся высокой криптостойкостью;

RSA - система, в которой шифрование и расшифровка осуществляется с помощью разных ключей.

Недостатком RSA является довольно низкая скорость шифрования, зато она обеспечивает персональную электронную подпись, основанную на уникальном для каждого пользователя секретном ключе. Характеристики наиболее популярных методов шифрования приведены в таблице:

Таблица. Характеристики наиболее распространённых методов шифрования

Алгоритм	DES	ГОСТ 28147-89	RSA
Длина ключа	56 бит	256 бит	300-600 бит
Скорость шифрования	10-200Кбайт/с	50-70 Кбайт/с	300-500 бит/с
Криптостойкость операций	1017	1017	1023
Реализация	Программная и аппаратная	В основном аппаратная	Программная и аппаратная

Рассмотрим одну из систем:

PGP - Pretty Good Privacy - (почти полная приватность) - это семейство программных продуктов, которые используют самые стойкие из существующих криптографических алгоритмов. В основу их положен алгоритм RSA. PGP реализует технологию, известную как "криптография с открытыми ключами". Она позволяет как обмениваться зашифрованными сообщениями и файлами по каналам открытой связи без наличия защищенного канала для обмена ключами, так и накладывать на сообщения и файлы цифровую подпись.

PGP была разработана американским программистом и гражданским активистом Филиппом Циммерманном, обеспокоенным эрозией личных прав и свобод в информационную эпоху. В 1991 г. в США существовала реальная угроза принятия закона, запрещающего использование стойких криптографических средств, не содержащих "чёрного хода", используя который, спецслужбы могли бы беспрепятственно читать зашифрованные сообщения. Тогда Циммерманн бесплатно распространил PGP в Интернет. В результате, PGP стал самым популярным криптографическим пакетом в мире, а Циммерманн подвергся трёхлетнему преследованию властей по подозрению в "незаконном экспорте вооружений".