Реферат: Криптографічні методи захисту інформації

При симетричному шифруванні (рис. 1.2) створюється ключ, файл разом з цим ключем пропускається через програму шифрування та отриманий результат пересилається адресатові, а сам ключ передається адресатові окремо, використовуючи інший (захищений або дуже надійний) канал зв'язку. Адресат, запустивши ту ж саму шифрувальну програму з отриманим ключем, зможе прочитати повідомлення. Симетричне шифрування не таке надійне, як несиметричне, оскільки ключ може бути перехоплений, але через високу швидкість обміну інформацією воно широко використовується, наприклад, в операціях електронної торгівлі.

Рис. 1.2 Симетричне шифрування

Несиметричне шифрування складніше, але і надійніше. Для його реалізації (рис. 1.3) потрібні два взаємозалежних ключі: відкритий і закритий. Одержувач повідомляє всім бажаючий свій відкритий ключ, що дозволяє шифрувати для нього повідомлення. Закритий ключ відомий тільки одержувачеві повідомлення. Коли комусь потрібно послати зашифроване повідомлення, він виконує шифрування, використовуючи відкритий ключ одержувача. Одержавши повідомлення, останній розшифровує його за допомогою свого закритого ключа. За підвищену надійність несиметричного шифрування приходиться платити: оскільки обчислення в цьому випадку складніше, то процедура розшифровки займає більше часу.

Коли надійність криптографічного алгоритму забезпечується за рахунок збереження в таємниці суті самого алгоритму, такий алгоритм шифрування називається обмеженим. Обмежені алгоритми становлять значний інтерес з погляду історії криптографії, однак зовсім непридатні при сучасних вимогах, які висуваються до шифрування. Адже, в цьому випадку, кожна група користувачів, які бажають обмінюватися секретними повідомленнями, повинна мати свої оригінальні алгоритми шифрування.

Рис. 1.3 Несиметричне шифрування

У сучасній криптографії зазначені вище проблеми вирішуються за допомогою використання ключа, який потрібно вибирати серед значень, що належать безлічі (ключовий простір). Функції шифрування і розшифровки залежать від цього ключа. Деякі алгоритми шифрування використовують різні ключі для шифрування і розшифровування. Це означає, що ключ шифрування відрізняється від ключа розшифровування.

Надійність алгоритму шифрування з використанням ключів досягається за рахунок їх належного вибору і наступного збереження в найсуворішому секреті. Це означає, що такий алгоритм не потрібно тримати в таємниці. Можна організувати масове виробництво криптографічних засобів, в основу функціонування яких покладений даний алгоритм. Навіть знаючи криптографічний алгоритм, зловмисник не зможе прочитати зашифровані повідомлення, оскільки він не знає секретний ключ, використаний для його зашифровування.

Симетричні алгоритми шифрування поділяються на:

· потокові;

· блокові.

Алгоритми, у яких відкритий текст обробляється побітно, називаються потоковими алгоритмами або потоковими шифрами. В інших алгоритмах відкритий текст розбивається на блоки, що складаються з декількох біт. Такі алгоритми називаються блоковими або блоковими шифрами. У сучасних комп'ютерних алгоритмах блокового шифрування довжина блоку звичайно складає 64 біта. Симетричні алгоритми при виявленні в них яких-небудь слабкостей можуть бути дороблені шляхом внесення невеликих змін, а для несиметричних - така можливість відсутня.

Симетричні алгоритми працюють значно швидше, ніж алгоритми з відкритим ключем. На практиці несиметричні алгоритми шифрування часто застосовуються в сукупності з симетричними алгоритмами: відкритий текст зашифровується симетричним алгоритмом, а секретний ключ цього симетричного алгоритму зашифровується на відкритому ключі несиметричного алгоритму. Такий механізм називають цифровим конвертом (digital envelope). Найширше в даний час застосовуються наступні алгоритми шифрування:

· DES (Data Encryption Standard);

· Blowfish;

· IDEA (International Decryption-Encryption Algorithm);

· ГОСТ 28147-89;

· RSA (автори: Rivest, Shamir і Alderman);

· PGP.

У симетричних криптоалгоритмах (DES, ДСТ, Blowfish, RC5, IDEA) для шифрування і розшифровки інформації використовується той самий секретний ключ. Перевагами таких алгоритмів є:

· простота програмної та апаратної реалізації;

· висока швидкість роботи в прямому і зворотному напрямках;

· забезпечення необхідного рівня захисту інформації при використанні коротких ключів.

До основних недоліків цих криптоалгоритмів варто віднести збільшення витрат по забезпеченню додаткових заходів таємності при поширенні ключів, а також те, що алгоритм із секретним ключем виконує свою задачу тільки в умовах повної довіри кореспондентів один одному.

У несиметричних криптоалгоритмах (RSA, PGP, ECC) пряме і зворотне перетворення виконуються з використанням відкритого і секретного ключів, що не мають взаємозв'язку, що дозволяє по одному ключу обчислити інший. За допомогою відкритого ключа практично будь-який користувач може зашифрувати своє повідомлення або перевірити електронно-цифровий підпис. Розшифрувати таке повідомлення або поставити підпис може тільки власник секретного ключа. Такі алгоритми дозволяють реалізувати протоколи типу цифрового підпису, забезпечують відкрите поширення ключів і надійну аутентифікацію в мережі, стійку навіть до повного перехоплення трафіка.

Література

1. Соколов А.В., Степанюк О.М. Защита от компьютерного терроризма. Справочное пособие. – СПб.: БХВ – Петербург; Арлит 2002. – 496 с.;