Реферат: Защита информации в ПЭВМ. Шифр Плейфера

- идентификация программ

- частотный анализ

- корреляционный анализ

- «родимые пятна»

- устройство контроля

Наиболее надежными являются криптографические методы защиты информации, относящиеся к классу средств защиты с запросом информа­ции.

Криптографические методы защиты информации

1. Основные определения

Криптология (от греческих корней: cryptos-тайный и logos-слово) как научная дисциплина оформилась в 1949 г. с появлением работы Шеннона, в которой устанавливалась связь криптологии с теорией информации. Криптология включает два направления: криптографию и криптоанализ. Задача криптографа - обеспечить как можно большие секретность и аутентичность (подлинность) передаваемой информации. Криптоаналитик, напротив, "взламывает " систему защиты, пытаясь раскрыть зашифрован­ный текст или выдать поддельное сообщение за настоящее.

Криптографическая защита - это защита данных с помощью крипто­графического преобразования, под которым понимается преобразование данных шифрованием и (или) выработкой имитовставки.

Чтобы скрыть смысл передаваемых сообщений применяются два ти­па преобразований: кодирование и шифрование. Для кодирования исполь­зуется кодировочные книги и таблицы, содержащие наборы часто исполь­зуемых фраз, каждой из которых соответствует кодовое слово. Для деко­дирования используется такая же книга.

Второй тип криптографического преобразования - шифрование -представляет собой процедуру (алгоритм) преобразования символов исходного текста в форму, недоступную для распознанная (зашифрован­ный текст).

Под шифром понимается совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, заданных алгоритмом криптографического преобразования. В шифре всегда различают два элемента: алгоритм и ключ.

Процесс передачи сообщений использует 2 алгоритма: шифрования E-Encipherment и дешифрования D-Decipherment, в которых для преобра­зования используется ключ К.

Ключ - конкретное секретное состояние некоторых параметров ал­горитма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор одного варианта из совокупности всевозможных для данного алгоритма.

Имитовставка - это последовательность данных фиксированной длины, полученная по определенному правилу из открытых данных и ключа, которая используется для защиты от навязывания ложных данных.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяю­щая его стойкость к дешифрованию, которая обычно определяется необхо­димым для этого периодом времени.

Криптосистемы с закрытым ключом (одноключевые)

Модель одноключевой криптосистемы для передачи сообщений

санкционированный получатель

Х У = Ек(Х) Х= Dк(У)

исходный

текст R К К

защищенный

канал связи для передачи ключа.

Источник сообщения передает "открытый текст" X, а рандомизатор формирует рандомизируюшую последовательность R. Задача рандомизатора состоит в том, чтобы выровнять частоты появления символов источ­ника сообщения путем перехода к алфавиту большего объема. Источник ключа генерирует некоторый ключ К, а шифратор преобразует открытый текст Х в шифротекст (криптограмму), который является некоторой функцией X, а конкретный вид криптограммы определяется секретным ключом и рандомизирующей последовательностью.

Шифротекст передается по незащищенному каналу связи, и несанк­ционированный получатель имеет все технические возможности для ее перехвата. В соответствии с известным в криптологии "правилом Керхкоффа" предполагается, что алгоритм преобразования известен против­нику, и надежность шифра определяется только ключом.

Дешифратор санкционированного получателя, зная секретный ключ, восстанавливает открытый текст.

При разработке практических шифров используются два принципа, которые выделил Шеннон: рассеивание и перемешивание. Рассеиванием он назвал распространение влияния одного знака открытого текста на множество знаков шифротекста, что позволяет скрыть статистические свойства открытого текста. Под перемешиванием Шеннон понимал ис­пользование таких шифрующих преобразований, которые усложняют восстановление взаимосвязи статистических свойств открытого и шифро­ванного текста. Однако шифр должен не только затруднять раскрытие, но и обеспечивать легкость шифрования и дешифрования при известном секретном ключе. Поэтому была принята идея использовать произведение простых шифров, каждый из которых вносит небольшой вклад в значи­тельное суммарное рассеивание и перемешивание. Рассмотрим примеры шифрования.

Шифр простой подстановки.

Это простейший метод шифрования, его называют также моноалфа­витной подстановкой. Ключом является переставленный алфавит, буквами которого заменяют буквы нормального алфавита. Например, каждая буква заменяется на букву, стоящую на 3 позиции впереди: A®D, B®E и т.д. Тогда текст АВС заменяется на DEF. Все моноалфавитные подстановки можно представить в виде:

Y, = а хi + b( mod g),