1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9



страница2/15
Дата13.10.2012
Размер0.72 Mb.
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

1. Теоретические основы криптографии

1.1. Общие сведения по классической криптографии


Прежде чем перейти к рассмотрению практического применения криптографических преобразований, необходимо уделить внимание вопросам, которые в рамках криптографии давно признаются классическими, а именно основам построения систем засекреченной связи.

Под системой засекреченной связи будем понимать систему передачи информации, в которой смысл передаваемой информации скрывается с помощью криптографических преобразований. При этом сам факт передачи информации не утаивается. В основе каждой системы засекреченной связи – использование алгоритмов шифрования как основного средства сохранения конфиденциальности.

В качестве информации, подлежащей защите, будут рассматриваться тексты, построенные на некотором алфавите. Под этими терминами понимается следующее.

Алфавит – конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст – упорядоченный набор, составленный из символов алфавита.

В качестве алфавитов можно привести следующие:

  • Алфавит Z3332 буквы русского алфавита и пробел;

  • Алфавит Z256 – символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8

  • Бинарный алфавит Z2 = {0,1}

Зашифрование – процесс криптографического преобразования множества открытых текстов в множество закрытых (шифрованных) текстов.

Расшифрование – процесс криптографического преобразования закрытых сообщений в открытые.

Дешифрование – процесс нахождения открытого сообщения, соответствующего заданному закрытому при неизвестном криптографическом преобразовании.

Первые два процесса управляются с помощью некоторой секретной информации сравнительно малого размера, называемой секретным ключом. Ключ используется для управления процессом криптографического преобразования и является легко сменяемым элементом криптосистемы. Ключ может быть заменен пользователями в произвольный момент времени, тогда как сам алгоритм шифрования является долговременным элементом криптосистемы и связан с длительным этапом разработки и тестирования.

Абстрактно систему засекреченной связи можно описать как множество отображений множества открытых сообщений в множество закрытых. Выбор конкретного типа преобразования определяется ключом зашифрования (или расшифрования). Отображения должны обладать свойством взаимооднозначности, т.е. при расшифровании должен получаться единственный результат, совпадающий с первоначальным открытым сообщением (см. рис. 1.1) Ключи зашифрования и расшифрования могут в общем случае быть различными, хотя для простоты рассуждений предположим, что они идентичны. Множество, из которого выбираются ключи, называется ключевым пространством.
Совокупность процессов зашифрования, множества открытых сообщений, множества возможных закрытых сообщений и ключевого пространства называется алгоритмом шифрования. Совокупность процессов расшифрования, множества возможных закрытых сообщений, множества открытых сообщений и ключевого пространства называется алгоритмом расшифрования.


Рисунок 1. Общая структура системы засекреченной связи


Работу системы засекреченной связи можно описать следующим образом:

  1. Из ключевого пространства выбирается ключ зашифрования K и отправляется по надежному каналу передачи.

  2. К открытому сообщению C, предназначенному для передачи, применяют конкретное преобразование Fk, определяемое ключом K, для получения зашифрованного сообщения M: M = Fk(C).

  3. Полученное зашифрованное сообщение M пересылают по каналу передачи данных.

  4. На принимающей стороне к полученному сообщению M применяют конкретное преобразование Dk, определяемое из всех возможных преобразований ключом K, для получения открытого сообщения C: C = Dk(M).

Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования:

  • зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа;

  • число операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста, должно быть не меньше общего числа возможных ключей;

  • число операций, необходимых для pасшифpовывания информации путем пеpебоpа всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений);

  • знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;

  • незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же ключа;

  • стpуктуpные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными;

  • дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должны быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;

  • длина шифрованного текста должна быть равной длине исходного текста;

  • не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостей между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования;

  • любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации;

  • алгоритм должен допускать как пpогpаммную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования.

Между людьми происходит интенсивный обмен информацией, причем часто на большие расстояния. Для осуществления такого обмена существуют различные виды общедоступных технических каналов связи: телеграф, телефон, радио, телевидение. Технический канал связи при этом априорно считается ненадежным, т.е. любое зашифрованное сообщение может быть перехвачено незаконным пользователем.

В криптографии рассматривается некоторый злоумышленник (оппонент, криптоаналитик противника, нарушитель, нелегальный пользователь), который осведомлен об используемых криптографических методах, алгоритмах, и пытается вскрыть их. Вскрытие криптосистемы может заключаться, например, в несанкционированном чтении информации, формировании чужой подписи, изменении результатов голосования, нарушении тайны голосования, модифицировании данных, которое не будет замечено законным пользователем. Разнообразные действия оппонента в общем случае называются криптографической атакой (нападением). Специфика криптографии состоит в том, что она направлена на разработку методов, обеспечивающих стойкость к любым действиям злоумышленника.

Центральным является вопрос, насколько надежно решается та или иная криптографическая проблема. Ответ на этот вопрос непосредственно связан с оценкой трудоемкости каждой конкретной атаки на криптосистему. Решение такой задачи, как правило, чрезвычайно сложно и составляет самостоятельный предмет исследований, называемый криптоанализом. Криптография и криптоанализ образуют единую область науки – криптологию, которая в настоящее время является новым разделом математики, имеющим важные приложения в современных информационных технологиях.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconЗанятие 5 Теоретико-числовые алгоритмы в криптографии
Цель. Изучение применяемых в криптографии базовых алгоритмов работы с большими числами
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconНосов В. А. Краткий исторический очерк развития криптографии
Интернет. В данном очерке делается попытка проследить историю криптографии и присутствия в ней математиков. Основное внимание уделено...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 icon9. Использование криптографии для обеспечения безопасности передачи данных по сети
Самым распространенным средством для решения этой задачи является использование криптографии. В языке C# для этих целей предусмотрено...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconАлферов А. П., Зубов А. Ю., Кузьмин А. С., Черемушкин А. В. Основы криптографии. М.: “Гелиос арв”, 2001

1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconОсновы криптографии
В связи с крайне малым объёмом курса особое внимание уделяется не формальным доказательствам, а их интерпретации и практическому...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconПсевдослучайные последовательности. Криптографические методы защиты информации
Данный ном относится к таким областям знаний, как «Современная компьютерная алгебра», «Математические основы криптографии», «Криптографические...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconМетодические указания лабораторные работы по дисциплине «Методы и средства защиты компьютерной информации» москва 2006
«Методы защиты информации с применением криптографии с открытым ключом». В разделе «Общие положения» указаны цель и задачи выполнения...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconЛитература по математическим основам криптологии и криптографии
Новиков Ф. А. Дискретная математика для программистов. – Спб.: Питер, 2004. – 302 с
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconТеоретические основы радиолокации
Данное пособие является продолжением цикла лабораторных работ дисциплины "Теоретические основы радиолокации". В него включены две...
1. Теоретические основы криптографии 9 Общие сведения по классической криптографии 9 iconГалилей галилео
Любопытен опыт использования криптографии при составлении астрономических анаграмм. Одно из таких применений связано с открытием...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org