Вход

Криптографические методы защиты информации

Реферат по радиоэлектронике
Дата добавления: 08 декабря 1999
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 208 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу










ДИАГРАММА КРИПТОСИСТЕМЫ











------------------------------¬

¦----------------------------¬¦

¦¦ Криптосистемы ¦¦

L+------------T--------------+-

------------------+-------------------¬

--------+------¬ --------+-------¬

¦ Симметричные ¦ ¦ Несиметричные ¦

L-------T------- L-------T--------

---------+---------------------¬ ¦

-----+----¬ ------+-----¬ ¦----------------------¬

¦ Блочные ¦ ¦ Потоковые ¦ ++Дискретное возведение¦

L----T----- L-----T------ ++ в степень - DH ¦

+-----------T---------¬ ¦ ¦L----------------------

-----+-------¬---+---¬-----+----¬ ¦-----------¬ ¦----------------------¬

¦ Шифры ¦¦Шифры ¦¦Составные¦ ++Синхронные¦ ++ Умножение простых ¦

¦перестановк覦замены¦¦ шифры ¦ ¦L----------- ++ чисел ¦

LT------------L--T----L---------- ¦-------------¬ ¦L----------------------

¦ ¦ ++Самосинхро- ¦ ¦----------------------¬

¦-------------¬ ¦----------------¬ L+низирующиеся¦ ++ Коды, исправляющие ¦

++ Простые ¦ ++Многоалфавитные¦ L------------- ++ошибки, - коды Гоппы ¦

++перестановки¦ ++ замены - ¦ ¦L----------------------

¦L------------- ¦¦ код Цезаря ¦ ¦----------------------¬

¦-------------¬ ¦L---------------- ++ Задача об укладке ¦

++ Сложные ¦ ¦----------------¬ L+ ранца ¦

L+перестановки¦ ¦¦Полиалфавитные ¦ L----------------------

L------------- ¦¦ замены - ¦

++шифр Вижинера ¦

L+диск Уэтстоуна ¦

¦ "Энигма" ¦

L----------------











СОДЕРЖАНИЕ






I. ВВЕДЕНИЕ.


1. Криптографическая защита информации.




II.Наиболее известные криптосистемы.


1. Классификация криптосистемы.


2. Практическое применение.


2.1 DES-стандарт США на шифрование данных.

2.2 RSA-система с открытым ключом.

2.3 Системы потокового шифрования.

2.4 ГОСТ 28147-89 - отечественный стандарт шифрования данных.




III.ВЫВОДЫ


1. Сравнение криптографических методов.








- 2 -



I. ВВЕДЕНИЕ. Криптографическая защита информации.


Криптография - наука о защите информации от прочтения ее

посторонними. Защита достигается шифрованием, т.е. преобразовани-

ем, которые которые делают защищенные входные данные труднораск-

рываемыми по входным данным без знания специальной ключевой ин-

формации - ключа. Под ключом понимается легко изменяемая часть

криптосистемы, хранящаяся в тайне и определяющая, какое шифрующие

преобразование из возможных выполняется в данном случае. Крипто-

система - семейство выбираемых с помощью ключа обратимых преобра-

зований, которые преобразуют защищаемый открытый текст в шифрог-

рамму и обратно.

Желательно, чтобы методы шифрования обладали минимум двумя

свойствами:

- законный получатель сможет выполнить обратное преобразование и

расшифровать сообщение;

- криптоаналитик противника, перехвативший сообщение, не сможет

восстановить по нему исходное сообщение без таких затрат времени

и средств, которые сделают эту работу работу нецелесообразной.



II.Наиболее известные криптосистемы.


1. Классификация криптосистемы.


По характеру использования ключа известные криптосистемы

можно разделить на два типа: симметричные (одноключевые, с сек-

ретным ключом) и несимметричные (с открытым ключом).

В первом случае в шифраторе отправителя и дешифраторе полу-

чателя используется один и тот же ключ. Шифратор образует шифр-

текст, который является функцией открытого текста, конкретный вид

функции шифрования определяется секретным ключом. Дешифратор по-

лучателя сообщения выполняет обратное преобразования аналогичным

образом. Секретный ключ хранится в тайне и передается отправите-



- 3 -


лем сообщения получателя по каналу, исключающему перехват ключа

криптоаналитиком противника. Обычно предполагается правило Кирх-

гофа: стойкость шифра определяется только секретностью ключа,

т.е. криптоаналитику известны все детали процесса шифрования и

дешифрования, кроме секретного ключа.

Открытый текст обычно имеет произвольную длину если его раз-

мер велик и он не может быть обработан вычислительным устройством

шифратора целиком, то он разбивается на блоки фиксированной дли-

ны, и каждый блок шифруется в отдельности, не зависимо от его по-

ложения во входной последовательности. Такие криптосистемы назы-

ваются системами блочного шифрования.

На практике обычно используют два общих принципа шифрования:

рассеивание и перемешивание. Рассеивание заключается в распрост-

ранении влияния одного символа открытого текста на много символов

шифртекста: это позволяет скрыть статистические свойства открыто-

го текста. Развитием этого принципа является распространение вли-

яния одного символа ключа на много символов шифрограммы, что поз-

воляет исключить восстановление ключа по частям. Перемешивание

состоит в использовании таких шифрующих преобразований, которые

исключают восстановление взаимосвязи статистических свойств отк-

рытого и шифрованного текста. Распространенный способ достижения

хорошего рассеивания состоит в использовании составного шифра,

который может быть реализован в виде некоторой последовательности

простых шифров, каждый из которых вносит небольшой вклад в значи-

тельное суммарное рассеивание и перемешивание. В качестве простых

шифров чаще всего используют простые подстановки и перестановки.

Одним из наилучших примеров криптоалгоритма, разработанного

в соответствии с принципами рассеивания и перемешивания, может

служить принятый в 1977 году Национальным бюро стандартов США

стандарт шифрования данных DES. Несмотря на интенсивные и тща-

тельные исследования алгоритма специалистами, пока не найдено

уязвимых мест алгоритма, на основе которых можно было бы предло-

жить метод криптоанализа, существенно лучший, чем полный перебор

ключей. Общее мнение таково: DES - исключительно хороший шифр. В

июле 1991 года введен в действие подобный отечественный криптоал-



- 4 -


горитм ГОСТ 28147-89.

В то же время блочные шифры обладают существенным недостат-

ком - они размножают ошибки, возникающие в процессе передачи со-

общения по каналу связи. Одиночная ошибка в шифртексте вызывает

искажение примерно половины открытого текста при дешифровании.

Это требует применения мощных кодов, исправляющих ошибки.

В блочном шифре из двух одинаковых блоков открытого текста

получаются одинаковые блоки шифрованного текста. Избежать этого

позволяют потоковые шифры, которые, в отличие от блочных, осу-

ществляют поэлементное шифрование потока данных без задержки в

криптосистемы. В общем случае каждый символ открытого текста шиф-

руется, передается и дешифруется независимо от других символов.

Иначе, шифруюшее преобразование элемента открытого текста меняет-

ся от одного элемента к другому, в то время как для блочных шиф-

ров шифрующее преобразование каждого блока остается неизменным.

Иногда символ открытого текста может шифроваться с учетом ограни-

ченного числа предшествующих ему символов.

Потоковые шифры основываются на псевдослучайных ключевых

последовательностях - сгенерированных определенным образом после-

довательностях символов с заданными свойствами непредсказуемости

(случайности) появления очередного символа. Генераторы ключевых

последовательностей обычно базируются на комбинациях регистров

сдвига и нелинейных булевых функциях. В качестве нелинейной буле-

вой функции может использоваться криптоалгоритм DES, что соот-

ветствует применению DES в режиме обратной связи по выходу (OFB)

лил обратной связи по шифртексту (CFB). Наибольший интерес предс-

тавляет режим CFB , поскольку в ряде случаев режим OFB не обеспе-

чивает требуемой секретности.

Системы потокового шифрования близки к криптосистемам с од-

норазовым ключом, в которых размер ключа равен размеру шифруемого

текста. При криптоанализе на основе известного открытого текста

стойкость системы определяется нелинейными булевыми функциями,

что позволяет оценить криптостойкость системы на основе анализа

вида используемых функций. Следовательно, потоковые шифры в отли-

чие от других криптосистем обладают значительно большой анализи-



- 5 -


руемой секретностью. Кроме того, в системах потокового шифрования

не происходит размножения ошибок или оно ограничено. По этим при-

чинам, а также ввиду высокой скорости обработки системы потоково-

го шифрования вызывают большое доверие многих потребителей и спе-

циалистов.

В криптосистемах с открытым ключом в алгоритмах шифрования и

дешифрования используются разные ключи, каждый из которых не мо-

жет быть получен из другого (с приемлемыми затратами). Один ключ

используется для шифрования, другой - для дешифрования. Основной

принцип систем с открытым ключом основывается на применении од-

носторонних или необратимых функций и односторонних функций с ла-

зейкой (потайным ходом).

Вычисление ключей осуществляется получателем сообщений, ко-

торый оставляет у себя тот ключ, который он будет потом исполь-

зовать (то есть секретный ключ). Другой ключ он высылает отпра-

вителю сообщений - открытый ключ - не опасаясь его огласки.

Пользуясь этим открытым ключом, любой абонент может зашифровать

текст и послать его получателю, который сгенерировал данный

открытый ключ. Все используемые алгоритмы общедоступны. Важно то,

что функции шифрования и дешифрования обратимы лишь тогда, когда

они обеспечиваются строго взаимосвязанной парой ключей (открытого

и секретного), а открытый ключ должен представлять собой необра-

тимую функцию от секретного ключа. Подобным образом шифртекст

должен представлять собой необратимую функцию открытого текста,

что в корне отличается от шифрования в системах с секретным клю-

чом.

Исследование необратимых функций проводилось в основном по

следующим направлениям: дискретное возведение в степень - алго-

ритм DH (Диффи-Хелман), умножение простых чисел - алгоритм RSA

(Райвест, Шамир, Адлеман), использование исправляющих ошибки ко-

дов Гоппы, задачи NP-полноты, в частности криптоалгоритм Меркля и

Хелмана на основе "задачи об укладке ранца", раскрытый Шамиром, и

ряд других, оказавшихся легкораскрываемыми и бесперспективными.

Первая система (DH) обеспечивает открытое распространение

ключей, то есть позволяет отказаться от передачи секретных клю-



- 6 -


чей, и по сегодняшний день считается одной из самых стойких и

удобных систем с открытым ключом. Надежность второго метода (RSA)

находится в прямой зависимости от сложности разложения больших

чисел на множители. Если множители имеют длину порядка 100 деся-

тичных цифр, то в наилучшем из известных способов разложения на

множители необходимо порядка 100 млн. лет машинного времени, шиф-

рование же и дешифрование требует порядка 1-2 с на блок. Задачи

NP-полноты хорошо известны в комбинаторике и считаются в общем

случае чрезвычайно сложными; однако построить соответствующий

шифр оказывается весьма непросто.

В системах с открытым ключом, так же как и в блочных шифрах,

необходим большой размер шифруемого блока, хотя, возможно, и не

больший, чем в алгоритме DES, что препятствует, наряду с низкой

скоростью шифрования, использованию алгоритмов с открытым ключом

в потоковых шифрах. На сегодняшний день высокоэффективные системы

с открытым ключом пока не найдены. Почти повсеместно принято ог-

раничение использования криптосистем с открытым ключом - только

для управления ключами и для цифровой подписи.

Можно представить все существующие крирптосистемы в виде

диаграммы криптосистем.





2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ


2.1 DES-стандарт США на шифрование данных.


Криптография известна с древнейших времен (достаточно вспом-

нить коды Цезаря) и до недавнего времени оставалась привилегией

исключительно государственных и военных учреждений. Ситуация рез-

ко изменилась после публикации в 1949 году книги К.Шеннона "Рабо-

ты по теории информации и кибернетике". Криптография стала объек-

том пристального внимания многих ученых. Принятие стандарта шиф-

рования DES явилось мощным толчком к широкому применению шифрова-



- 7 -


ния в коммерческих системах. Введение этого стандарта - отличный

пример унификации и стандартизации средств защиты. Примером сис-

темного подхода к созданию единой крупномасштабной системы защиты

информации является директива Министерства финансов США 1984 го-

да, согласно которой все общественные и частные организации, ве-

дущие дела с правительством США, обязаны внедрить процедуру шиф-

рования DES; крупнейшие банки Citibank,Chase Manhattan Bank, Ma-

nufaktures Hannover Trust, Bank of America, Security Pacific Bank

также внедрили эту систему.

Министерство энергетики США располагает более чем 30 дейс-

твующими сетями, в которых используется алгоритм DES, Министерс-

тво юстиции устанавливает 20000 радиоустройств, располагающих

средствами защиты на базе DES. Стандартизация в последнее время

приобретает международный характер, подтверждение тому - междуна-

родный стандарт 1987 года ISO 8372, разработанный на основе крип-

тоалгоритма DES.

В качестве стандартной аппаратуры шифрования можно назвать

устройство Cidex-НХ, базирующееся на алгоритме DES; скорость шиф-

рования - от 56 Кбит/с до 7 Мбит/с. Серийно выпускается автоном-

ный шифровальный блок DES 2000, в нем также используется процеду-

ра шифрования DES; скорость шифрования - от 38,4 Кбит/с до 110

Кбит/с. В различных секторах коммерческой деятельности использу-

ется процессор шифрования/дешифрования данных FACOM 2151А на ос-

нове алгоритма DES; скорость - от 2,4 Кбит/с до 19,2 Кбит/с. С

распространением персональных компьютеров наиболее эффективными

для них стали программные средства защиты. Так, разработан пакет

программ для шифрования/дешифрования информации СТА (Computer

Intelligence Access), реализующий алгоритм DES. Этот же алгоритм

использован в пакете SecretDisk (C F Systems) для исключения не-

санкционированного доступа к дискам.

Таким образом, алгоритм DES представляет собой основной ме-

ханизм, применявшийся частными и государственными учреждениями

США для защиты информации. В то же время Агенство национальной

безопасности, выступающее как эксперт по криптографическим алго-

ритмам, разрабатывает новые алгоритмы шифрования данных для мас-



- 8 -


сового использования. В 1987 году Национальное бюро стандартов

после обсуждения подтвердило действие DES; его пересмотр намеча-

лось провести не позднее января 1992 года, и на сегодняшний день

действие DES ограничивается исключительно коммерческими системами.


2.2 RSA-система с открытым ключом.


Криптографические системы с открытым ключом позволят создать

в 90-х годах новую защищенную систему телефонной связи с числом

абонентов до 3 миллионов. Компании АТ&Т, Motorola, RCA производят

аппараты, допускающие совместную работу; компания GTE разрабаты-

вает систему управления ключами. Поставки первых 75000 телефонов

начались в 1987 году. Разработана специализированная интегральная

схема IDS-P2 (МВ8763), реализующая алгоритм DH и вычисляющая сек-

ретный ключ за 0,9 с. Программная реализация алгоритма RSA осу-

ществлена компанией RSA Data Security, аппаратная реализация того

же алгоритма и специализированная интегральная схема выполнены

фирмой Sandia. Фирма Cylink выпустила специализированную интег-

ральную схему CY1024, реализующую алгоритм RSA и обеспечивающую

скорость шифрования 1000 бит/с.


2.3 Системы потокового шифрования.


При шифрования высокоскоростных магистральных линий, как

правило, используют системы потокового шифрования. Устройство

SEC-17 обеспечивает скорость шифрования от 256 Кбит/с до 2304

Кбит/с, его ключ состоит из 72 шестнадцатиричных цифр; устройство

SEC-15 позволяет иметь более 10 534 0 статистически независимых клю-

чей. Принципы потокового шифрования используются в устройствах

fggfhfnehs ibahjdfybz MSDS MARCRYP. В устройстве потокового шиф-

рования CSD 807 в генераторе ключевой последовательности применен

31-разрядный регистр сдвига, в генераторе устройства потокового

шифрования SDE 100 используются 2 регистра сдвига.





- 9 -


2.4 ГОСТ 28147-89 - отечественный стандарт шифрования данных.


В нашей стране установлен единый алгоритм криптографического

преобразования данных для систем обработки информации в сетях

ЭВМ, отделительных комплексах и ЭВМ, который определяется ГОСТ

28147-89.

Алгоритм криптографического преобразования данных предназна-

чен для аппаратной или программной реализации, удовлетворяет

криптографическим требованиям и не накладывает ограничений на

степень секретности защищаемой информации.

Чтобы получить подробные спецификации алгоритма криптографи-

ческого преобразования, следует обратиться к ГОСТ 28147-89. Бе-

зусловно, приведенный ниже материал не должен ни при каких усло-

виях использоваться для программной или аппаратной реализации ал-

горитма криптографического преобразования.

При описании алгоритма используются следующие обозначения.

Если L и R - это последовательности бит, то LR будет обозна-

чать конкатенацию последовательностей L и R. Под конкатенацией

последовательностей L и R понимается последовательность бит, раз-

мерность которой равна сумме размерностей L и R. В этой последо-

вательности биты последовательности R следуют за битами последо-

вательности L. Конкатенация битовых строк является ассоциативной,

т.е. запись ABCDE обозначает, что за битами последовательности А

следуют биты последовательности В, затем С и т.д.

Символом (+) будет обозначаться операция побитового сложения

по модулю 2, символом [+] - операция сложения по модулю ( 2 в 32

степени) двух 32-разрядных чисел. Числа суммируются по следующему

правилу:

A [+] B = A + B ,если A + B <>(2 в 32 степени),

A [+] B = A + B -( 2 в 32 степени),если A + B =2 в 32


Символом {+} обозначается операция сложения по модулю

((2 в  532 0) -1) двух 32 разрядных чисел. Правила суммирования чисел

следующие:




- 10 -


A {+} B = A + B,если A+B<>((2 в 32)-1)

A {+} B = A + B-((2 в 32)-1),если A + B = (2 в 32)-1


Алгоритм криптографического преобразования предусматривает

несколько режимов работы. Но в любом случае для шифрования данных

используется ключ, который имеет размерность 256 бит и представ-

ляется в виде восьми 32-разрядных чисел Х(i). Если обозначить

ключ через W, то

W =X(7)X(6)X(5)X(4)X(3)X(2)X(1)X(0)

Расшифрование выполняется по тому же ключу, что и зашифрова-

ние, но этот процесс является инверсией процесса зашифрования

данных.

Первый и самый простой режим - замена. Открытые данные, под-

лежащие зашифрованию, разбивают на блоки по 64 бит в каждом, ко-

торые можно обозначить Т(j).

Очередная последовательность бит Т(j) разделяется на две

последовательности В(О) (левые или старшие биты) и А(О) (правые

или младшие биты), каждая из которых содержит 32 бита. Затем вы-

полняется итеративный процесс шифрования, который описывается

следующими формулами:

1. A(i)=f(A(i-1) [+] X(j) (+) B(i-1)),

и B(i)=A(i-1),

если i=1,2,...,24,j=(i-1) mod 8;


2. A(i)=f(A(i-1) [+] X(j) (+) B(i-1)),

и B(i)=A(i-1),

если i=25,26,...,31,j=32-i;


3. A(32)=A(31),

и B(32)=f(A(31) [+] X(0)) (+) B(31),

если i=32.


Здесь i обозначается номер итерации (i=1,2,...,32). Функция

f называется функцией шифрования. Ее аргументом является сумма по

модулю 2 в  532 0 числа А(i), полученного на предыдущем шаге итерации,



- 11 -


и числа Х(j) ключа (размерность каждого из этих чисел равна 32

знакам).

Функция шифрования включает две операции над полученной

32-разрядной суммой. Первая операция называется подстановкой К.

Блок подстановки К состоит из восьми узлов замены К(1) ... К(8) с

памятью 64 бит каждый. Поступающий на блок подстановки 32-разряд-

ный вектор разбивается на восемь последовательно идущих 4-разряд-

ный вектор соответствующим узлом замены, представляющим собой

таблицу из шестнадцати целых чисел в диапазоне 0....15.

Входной вектор определяет адрес строки в таблице, число из

которой является выходным вектором. Затем 4-разрядные выходные

векторы последовательно объединяются в 32-разрядный вектор. Таб-

лицы блока подстановки К содержит ключевые элементы, общие для

сети ЭВМ и редко изменяемые.

Вторая операция - циклический сдвиг влево 32-разрядного век-

тора, полученного в результате подстановки К. 64-разрядный блок

зашифрованных данных Тш представляется в виде


Тш = А(32) В(32)


Остальные блоки открытых данных в режиме простой замены за-

шифровываются аналогично.

Следует иметь в виду, что режим простой замены допустимо ис-

пользовать для шифрования данных только в ограниченных случаях. К

этим случаям относится выработка ключа и зашифрование его с обес-

печением имитозащиты для передачи по каналам связи или хранения в

памяти ЭВМ.


Следующий режим шифрования называется режимом гаммирования.

Открытые данные, разбитые на 64-разрядные блоки Т(i)

(i=1,2,...,m, где m определяется объемом шифруемых данных), за-

шифровываются в режиме гаммирования путем поразрядного сложения

по модулю 2 с гаммой шифра Гш, которая вырабатывается блоками

по 64 бит, т.е.




- 12 -


Гш = ( Г(1),Г(2), ...,Г(i), ...,Г(m) ).


Число двоичных разрядов в блоке Т(m) может быть меньше 64,

при этом неиспользованная для шифрования часть гаммы шифра из

блока Г(m) отбрасывается.

Уравнение зашифрования данных в режиме гаммирования может

быть представлено в следующем виде:


Ш(i)=A(Y(i-1) [+] C2),

Z(i-1) {+ }C1 (+) T(i)=Г(i) (+) T(i).


В этом уравнении Ш(i) обозначает 64-разрядный блок зашифро-

ванного текста, А - функцию шифрования в режиме простой замены

(аргументами этой функции являются два 32-разрядного числа), С1 и

С2 - константы, заданные в ГОСТ 28147-89. Величины Y(i) и Z(i)

определяются итерационно по мере формирования гаммы, следующим

образом:


(Y(0),Z(0))=A(S),


где S - 64-разрядная двоичная последовательность (синхропосылка);


(Y(i),Z(i))=(Y(i-1) [+] C2,Z(i-1) {+} C1),

для i=1,2,..,m

Расшифрование данных возможно только при наличии синхропо-

сылки, которая не является секретным элементом шифра и может хра-

ниться в памяти ЭВМ или передаваться по каналам связи вместе с

зашифрованными данными.

Режим гаммирования с обратной связью очень похож на режим

гаммирования. Как и в режиме гаммирования, открытые данные, раз-

битые на 64-разрядные блоки Т(i) (i=1,2,....,m, где m определяет-


ся объемом шифруемых данных), зашифровывается путем поразрядного

сложения по модулю 2 с гаммой шифра Гш, которая вырабатывается

блоками по 64 бит:



- 13 -



Гш=(Г(1),Г(2),...,Г(i),...,Г(m)).


Число двоичных разрядов в блоке Т(m) может быть меньше 64,

при этом неиспользованная для шифрования часть гаммы шифра из

блока Г(m) отбрасывается.

Уравнение зашифрования данных в режиме гаммирования с обрат-

ной связью может быть представлено в следующем виде:


Ш(1) = A(S) (+) T(1) = Г(1) (+) T(1),

Ш(i) = A(Ш(i-1)) (+) T(i) = Г(i) (+) T(i),

для i=2,3,...,m


Здесь Ш(i) обозначает 64-разрядный блок зашифрованного текс-

та, А - функцию шифрования в режиме простой замены. Аргументом

функции на первом шаге итеративного алгоритма является 64-разряд-

ный синхропосылка, а на всех последующих - предыдущий блок зашиф-

рованых данных Ш(i-1).

В ГОСТ 28147-89 определяется процесс выработки имитовставки,

который единообразен для любого из режимов шифрования данных.

Имитовставка - это блок из p бит ( имитовставка Иp), который вы-

рабатывается любо перед шифрованием всего сообщения, либо парал-

лельно с шифрованием по блокам. Первые блоки открытых данных, ко-

торые участвуют в выработке имитовставки, могут содержать служеб-

ную информацию (например, адресную часть, время, синхропосылку) и

не зашифровываться. Значение параметра p (число двоичных разрядов

в имитовставке) определяется криптографическими требованиями с

учетом того, что вероятность навязывания ложных помех равна 1/2 5р

Для получения имитовставки открытые данные представляются в

виде 64-разрядных блоков Т(i) (i=1,2,..., m где m определяется

объемом шифруемых данных). Первый блок открытых данных Т(1) под-

вергается преобразованию, соответствующему первым 16 циклам алго-

ритма зашифрования в режиме простой замены. Причем в качестве

ключа для выработки имитовставки используется ключ, по которому

шифруются данные.



- 14 -


Полученное6 после 16 циклов работы 64-пазрядное число сумми-

руется по модулю 2 со вторым блоком открытых данных Т(2). Резуль-

тат суммирования снова подвергается преобразованию, соответствую-

щему первым 16 циклам алгоритма зашифрования в режиме простой за-

мены.

Полученное 64-разрядное число суммируется по модулю 2 с

третьим блоком открытых данных Т(3) и т.д. Последний блок Т(m),

при необходимости дополненный до полного 64-разрядного блока ну-

лями, суммируется по модулю 2 с результатом работы на шаге m-1,

после чего зашифровывается в режиме простой замены по первым 16

циклам работы алгоритма. Из полученного 64-разрядного числа выби-

рается отрезок Ир длиной р бит.

Имитовставка Ир передается по каналу связи или в память ЭВМ

после зашифрованных данных. Поступившие зашифрованные данные рас-

шифровываются и из полученных блоков открытых данных Т(i) выраба-

тывается имитовставка Ир, которая затем сравнивается с имитовс-

тавкой Ир, полученной из канала связи или из памяти ЭВМ. В случае

несовпадения имитовставок все расшифрованные данные считаются

ложными.




III.Сравнение криптографических методов.


Метод шифрования с использованием датчика псевдо-случайных

чисел наиболее часто используется в программной реализации

системы криптографической защиты данных.Это объясняется тем,что,

он достаточно прост для программирования и позволяет создавать

алгоритмы с очень высокой криптостойкостью.Кроме того,эффек-

тивность данного метода шифрования достаточно высока.Системы,

основанные на этом методе позволяют зашиифровать в секунду от

нескольких десятков до сотен Кбайт данных.

Основным преимуществом метода DES является то,что он -

стандартный.Важной характеристикой этого алгоритма является

его гибкость при реализации и использовании в различных прило-



- 15 -


жениях обработки данных.Каждый блок данных шифруется независимо

от других,поэтому можно осуществлять независимую передачу бло-

ков данных и произвольный доступ к зашифрованным данным.Ни

временная,ни позиционная синхронизация для операций шифрования

не нужна.

Алгоритм вырабатывает зашифрованные данные,в которых каж-

дый бит является функцией от всех битов открытых данных и всех

битов ключей.Различие лишь в одном бите данных даёт в резуль-

тате равные вероятности изменения для каждого бита зашифрован-

ных данных.

DES может быть реаализован аппаратно и программно,но ба-

зовый алгоритм всё же рассчитан на реализацию в электронных

устройствах специального назначения.

Это свойство DES выгодно отличает его от метода шифрова-

ния с использованием датчика ПСЧ,поскольку большинство алго-

ритмов шифрования построенных на основе датчиков ПСЧ,не харак-

теризуются всеми преимуществами DES.Однако и DES обладает ря-

дом недостатков.

Самым существенным недостатком DES считается малый размер

ключа.Стандарт в настоящее время не считается неуязвимым,хотя

и очень труден для раскрытия (до сих пор не были зарегистриро-

ваны случаи несанкционированной дешифрации.Ещё один недостаток

DES заключается в том,что одинаковые данные будут одинаково

выглядеть в зашифрованном тексте.

Алгоритм криптографического преобразования,являющийся

отечественным стандартом и определяемый ГОСТ 28147-89,свободен

от недостатков стандартаа DES и в то же время облаадает всеми

его преимуществами.Кроме того в него заложен метод,с помощью

которого можно зафиксировать необнаруженную случайную или

умышленную модификацию зашифрованной информации.

Однако у алгоритма есть очень существенный недостаток,ко-

торый заключается в том,что его программная реализация очень

сложна и практически лишена всякого смысла.

Теперь остановимся на методе RSA.Он является очень

перспективным,поскольку для зашифрования информации не требу-



- 16 -


ется передачи ключа другим пользователям.Но в настоящее время

кэтому методу относятся с подозрительностью,поскольку не су-

щесствует строго доказательства,что не существует другого

способа определения секретного ключа по известному,кроме как

определения делителей целых чисел.

В остальном метод RSA обладает только достоинствами.К

числу этих достоинств следует отнести очень высокую крип-

тостойкость,довольно простую программную и аппаратную реализа-

ции.Следует заметить,что использование этого метода для крип-

тографической защиты данных неразрывно связано с очень высоким

уровнем развития вычислительной техники.






























Cписок литературы :



1. С. Мафтик, "Механизмы защиты в сетях ЭВМ", изд. Мир, 1993 г.


2. В. Ковалевский, "Криптографические методы", Компьютер Пресс 05.93 г.


3. В. Водолазкий, "Стандарт шифрования ДЕС", Монитор 03-04 1992 г.


4. С. Воробьев, "Защита информации в персональных ЗВМ", изд. Мир, 1993 г.


© Рефератбанк, 2002 - 2017