Дипломная работа: Защита данных от несанкционированного доступа

Модуль инсталляции будет устанавливать программу на винчестер в определенный каталог, а также осуществлять привязку программы к уникальным идентификаторам BIOS.

3. 2. Оболочка программы

При создании интерактивного пользовательского интерфейса (оболочки программы) использовались стандартные объекты пакета Turbo Vision. Горизонтальное двухуровневое меню, строка состояния, рабочее поле, диалоговые окна, информационные сообщения и сообщения об ошибках, поддержка “мыши” — вот некоторые атрибуты оболочки.

3. 2. Криптографическая защита

Перед описанием алгоритма следует ввести некоторые термины.

Зашифрованием данных называется процесс преобразования открытых данных в зашифрованные с помощью шифра, а расшифрованием данных — процесс преобразования закрытых данных в открытые с помощью шифра.

Шифрованием называется процесс зашифрования или расшифрования данных.

Дешифрованием будем называть процесс преобразования закрытых данных в открытые при неизвестном ключе и, возможно, неизвестном алгоритме.

Криптографическая защита — это защита данных с помощью криптографического преобразования, под которым понимается преобразование данных шифрованием.

Уравнение зашифрования — соотношение, описывающее процесс образования зашифрованных данных из открытых данных в результате преобразований, заданных алгоритмом криптографического преобразования.

Уравнение расшифрования — соотношение, описывающее процесс образования открытых данных из зашифрованных данных в результате преобразований, заданных алгоритмом криптографического преобразования.

Под шифром понимается совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, заданных алгоритмом криптографического преобразования.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию. Обычно эта характеристика определяется периодом времени, необходимым для дешифрования [6].

Принцип зашифрования заключается в генерации гаммы шифра с помощью датчика псевдослучайных чисел (ПСЧ) и наложением полученной гаммы на открытые данные с помощью логической операции “исключающее ИЛИ” (т. е. обратимым образом).

Процесс расшифрования данных сводится к повторной генерации гаммы шифра при известном ключе и наложению такой гаммы на зашифрованные данные. Полученный зашифрованный текст является достаточно трудным для раскрытия в том случае, когда гамма шифра не содержит повторяющихся битовых последовательностей. По сути дела гамма шифра должна изменяться случайным образом для каждого шифруемого слова. Фактически если период гаммы превышает длину всего зашифрованного текста и неизвестна никакая часть исходного текста, то шифр можно раскрыть только прямым перебором (подбором ключа). В этом случае криптостойкость определяется размером ключа.

Чтобы получить линейные последовательности элементов гаммы, используются датчики ПСЧ. К настоящему времени на основе теории групп разработано несколько типов таких датчиков.

В своей программе я использовал так называемый конгруэнтный генератор ПСЧ — наиболее доступный и эффективный. Для этого класса генераторов ПСЧ можно сделать математически строгое заключение о том, какими свойствами обладают выходные сигналы этих генераторов с точки зрения периодичности и случайности.

Этот датчик ПСЧ генерирует псевдослучайные числа с определенным периодом повторения, зависящим от выбранных значений A и C. Значение М обычно устанавливается равным 2^b , где b — длина слова ЭВМ в битах. Датчик имеет максимальный период М до того, как генерируемая последовательность чисел начнет повторяться. Линейный конгруэнтный датчик ПСЧ имеет максимальную длину М тогда и только тогда, когда A mod 4 = 1 и С — нечетное. В своей программе я положил А = 5, С = 27, Т(0) — пароль, вводимый пользователем.

С полученной последовательностью Т(i) поступают следующим образом:

F(i) = T(i) xor D(i) (2)

Где в (2) D(i) — последовательность открытых данных, F(i) — последовательность

зашифрованных данных [4].

Также при разработке алгоритма шифрования использовался алгоритм американского федерального стандарта на шифрование данных — Data Encryption Standard (DES).

При зашифровании входные данные шифруются по формуле (2), далее обрабатываются блоками по 64 слова (word). Эта обработка заключается в следующем: :4 слова переставляются в соответствии с таблицей, изображенной на рис. 2:

[	8	48	16	56	24	64	32
39	7	47	15	55	23	63	31
38	6	46	14	54	22	62	30
37	5	45	13	53	21	61	29
36	4	44	12	52	20	60	28
35	3	43	11	51	19	59	27
34	2	42	10	50	18	58	26
33	1	41	9	49	17	57		25

Рис. 2. Перестановка после зашифрования.

Как видно из данной таблицы, слово 40 входной последовательности становится 1-ым, слово 8 — 2-ым и т. д.

Процесс расшифрования данных является инверсным относительно процесса зашифрования. Т. е. данные сначала переставляются в соответствии с таблицей, изображенной на рис. 3, а затем преобразуются по формуле (2). Как легко видеть, данная перестановка является обратной по отношению к начальной.

58	50	42	34	26	18	10	2
60	52	44	36	28	20	12	4
62	54	46	38	30	22	14	6
64	56	48	40	32	24	16	8
57	49	41	33	25	17	9	1
59	51	43	35	27	19	11	3
61	53	45	37	29	21	13	5
63	55	47	39	31	23	15		7

Рис. 3. Перестановка перед расшифрованием

4. Описание программы

При написании программы использовались следующие стандартные библиотеки Borland Pascal 7.0 и Turbo Vision 2.0:

Модуль Objects. Модуль Objects содержит основные определения объектов Turbo Vision, включая базовый объект иерархии Turbo Vision TObject, а также все невидимые элементы Turbo Vision: потоки, коллекции и ресурсы.

Модуль App. Модуль App (предоставлен в исходных кодах) обеспечивает элементы оболочки Turbo Vision. 4 очень мощных объектных типа определены в App, включая объекты TApplication и TProgram, которые служат в качестве программ Turbo Vision и объект панели экрана, который управляет большинством элементов в оконных программах.