28535

Защита данных с помощью шифрования

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Защита данных с помощью шифрования – одно из возможных решений проблемы безопасности. Зашифрованные данные становятся доступными только тем кто знает как их расшифровать и поэтому похищение зашифрованных данных абсолютно бессмысленно для несанкционированных пользователей. Основные направления использования криптографических методов – передача конфиденциальной информации по каналам связи например электронная почта установление подлинности передаваемых сообщений хранение информации документов баз данных на носителях в...

Русский

2013-08-20

44.5 KB

8 чел.

Основные понятия и определения.

Защита данных с помощью шифрования – одно из возможных решений проблемы безопасности. Зашифрованные данные становятся доступными только тем, кто знает, как их расшифровать, и поэтому похищение зашифрованных данных абсолютно бессмысленно для несанкционированных пользователей.

Наукой, изучающей математические методы защиты информации путем ее преобразования, является криптология. Криптология разделяется на два направления – криптографию и криптоанализ.

Криптография изучает методы преобразования информации, обеспечивающие ее конфиденциальность и аутентичность.

Под конфиденциальностью понимают невозможность получения информации из преобразованного массива без знания дополнительной информации (ключа).

Аутентичность информации состоит в подлинности авторства и целостности.

Криптоанализ объединяет математические методы нарушения конфиденциальности и аутентичности информации без знания ключей.

Существует ряд смежных, но не входящих в криптологию отраслей знания. Так обеспечением скрытности информации в информационных массивах занимается стеганография. Обеспечение целостности информации в условиях случайного воздействия находится в ведении теории помехоустойчивого кодирования. Наконец, смежной областью по отношению к криптологии являются математические методы сжатия информации.

Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела: симметричные криптосистемы, криптосистемы с открытым ключом, системы электронной подписи, управление ключами.

Основные направления использования криптографических методов – передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений,

хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.

В качестве информации, подлежащей шифрованию и расшифрованию, а также электронной подписи будут рассматриваться тексты (сообщения), построенные на некотором алфавите. Под этими терминами понимается следующее.

Алфавит конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст (сообщение) упорядоченный набор из элементов алфавита. В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС, можно привести следующие:

алфавит Z33 – 32 буквы русского алфавита (исключая "ё") и пробел;

алфавит Z256 – символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8;

двоичный алфавит – Z2 = {0, 1};

восьмеричный или шестнадцатеричный алфавит.

Коды и шифры использовались задолго до появления ЭВМ. С теоретической точки зрения не существует четкого различия между кодами и шифрами. Однако в современной практике различие между ними является достаточно четким. Коды оперируют лингвистическими элементами, разделяя шифруемый текст на такие смысловые элементы, как слова и слоги. В шифре всегда различают два элемента: алгоритм и ключ.

Алгоритм позволяет использовать сравнительно короткий ключ для шифрования сколь угодно большого текста.

Определим ряд терминов, используемых в криптологии.

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

Шифр это совокупность инъективных отображений множества открытых текстов во множество шифрованных текстов, проиндексированная элементами из множества ключей:

Криптографическая система, или шифр представляет собой семейство Т обратимых преобразований открытого текста в шифрованный. Членам этого семейства можно взаимно однозначно сопоставить число k, называемое ключом. Преобразование Тk определяется соответствующим алгоритмом и значением ключа k.

Ключ – конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор одного варианта из совокупности всевозможных для данного алгоритма. Секретность ключа должна обеспечивать невозможность восстановления исходного текста по шифрованному.

Пространство ключей K – это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита. Следует отличать понятия "ключ" и "пароль". Пароль также является секретной последовательностью букв алфавита, однако используется не для шифрования (как ключ), а для аутентификации субъектов.

Криптосистемы подразделяются на симметричные и асимметричные [или с открытым (публичным) ключом].

В симметричных криптосистемах для зашифрования и для расшифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа открытый (публичный) и закрытый (секретный), которые математически связаны друг с другом. Информация зашифровывается с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

Термины распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является выработка и распределение ключей между пользователями.

Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и целостность сообщения.

Зашифрованием данных называется процесс преобразования открытых данных в зашифрованные с помощью шифра, а расшифрованием данных – процесс преобразования закрытых данных в открытые с помощью шифра. Вместо термина "открытые данные" часто употребляются термины "открытый текст" и "исходный текст", а вместо "зашифрованные данные" – "шифрованный текст".

Дешифрованием называется процесс преобразования закрытых данных в открытые при неизвестном ключе и, возможно, неизвестном алгоритме, т.е. методами криптоанализа.

Шифрованием называется процесс зашифрования или расшифрования данных. Также термин шифрование используется как синоним зашифрования. Однако неверно в качестве синонима шифрования использовать термин "кодирование" (а вместо "шифра" – "код"), так как под кодированием обычно понимают представление информации в виде знаков (букв алфавита).

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

Гаммирование – процесс наложения по определенному закону гаммы шифра на открытые данные.

Гамма шифра – псевдослучайная двоичная последовательность, вырабатываемая по заданному алгоритму, для зашифрования открытых данных и расшифрования зашифрованных данных.

Имитозащита – защита от навязывания ложных данных. Для обеспечения имитозащиты к зашифрованным данным добавляется имитовстав-ка, представляющая собой последовательность данных фиксированной длины, полученную по определенному правилу из открытых данных и ключа.

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

Синхропосылка – исходные открытые параметры алгоритма криптографического преобразования.

Уравнение зашифрования (расшифрования) – соотношение, описывающее процесс образования зашифрованных (открытых) данных из открытых (зашифрованных) данных в результате преобразований, заданных алгоритмом криптографического преобразования.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76803. Полость рта 192.32 KB
  Через зев полость рта переходит в глотку. Мощная круговая мышца рта вместе с конечными частями мимических мышц смеха поднимающих и опускающих губы и угол рта все мышечные волокна вплетаются в кожу губ. Уздечки губ срединная и боковые – это индивидуально выраженные складки слизистой оболочки короткие средние длинные расположенные в преддверии рта между резцовыми участками слизистой оболочки губ и деснами.
76804. Строение зубов 198.51 KB
  Зубы являются органами жевательноречевого аппарата человека и состоят из передних резцов и клыков задних малых и больших коренных зубов. Самый сложный рельеф несет поверхность смыкания зубов антагонистов окклюзионная которая у передних зубов представлена зубчатым режущим краем. Коронки передних и задних зубов сильно отличаются по форме: у резцов они прямоугольные трапециевидные или овоидные у клыков – копьевидные у премоляров – ромбические и квадратные у моляров – кубические и прямоугольные.
76805. Язык - многофункциональный мышечный орган 182.07 KB
  Язык как орган подразделяется на кончик верхушку тело корень; верхнюю спинку и нижнюю поверхности которые смыкаются благодаря краям языка. Верхняя поверхность языка спинка покрыта слизистой оболочкой и продольной срединной бороздой делится на правую и левую половины. Посредине у вершины этой борозды находится слепое отверстие остаток щитоязычного протока который формируется при закладке и развитии щитовидной железы глотки и языка. Мышцы языка развиваются из мезодермы висцеральных дуг и затылочных миотомов.
76806. Большие слюнные железы 183.29 KB
  Обе железы входят в группу больших слюнных желез располагающихся в нижней стенке полости рта. Кроме них в полости рта находятся и малые слюнные железы: губные щечные язычные небные тоже вырабатывающие смешанный секрет но в небольшом количестве. Все слюнные железы обладают и малой эндокринной функцией выделяя калликреин инсулин факторы роста нервов и эпителия и др.
76807. Околоушная слюнная железа 179.92 KB
  От капсулы внутрь железы отходят перегородки которые отграничивают железистые дольки состоящие из альвеол. Он выходит из переднего и верхнего отростков железы располагается на щечной и жевательной мышцах параллельно скуловой кости прободает щечную мышцу и открывается на слизистой щеки в верхнем своде преддверия рта на уровне 2го верхнего коренного зуба. В толще поверхностной части железы находится сплетение двигательных ветвей лицевого нерва направляющихся к мимическим мышцам.
76808. Глотка, ее строение, кровоснабжение, иннервация, региональные лимфатические узлы. Лимфоидное кольцо глотки 186.13 KB
  Лимфоидное кольцо глотки. Нижний – гортанный или гортаноглотка где в передней стенке находится отверстие входа в гортань а книзу от него выступ гортани по бокам от которого и выше лежат грушевидные карманы глотки по которым продвигается пища. Послойное строение стенки глотки изнутри кнаружи: слизистая оболочка покрытая в носоглотке мерцательным эпителием а в остальных отделах многослойным плоским содержит много слизистых желез; подслизистая основа представленная в носоглотке плотной глоточнобазилярной фасцией а в нижних...
76809. Пищевод и его строение 182.54 KB
  Все три части пищевода плавно повторяют фронтальные изгибы позвоночника вдоль которого проходит орган. Однако пищевод имеет небольшие отклонения и в сагиттальной плоскости. Шейная часть пищевода лежит на уровне тел VI шейного – II грудного позвонков имеет длину в 58 см немного отклоняется от срединной линии влево.
76810. Желудок: строение, топография. Рентгеновское изображение. Кровоснабжение, иннервация, региональные лимфатические узлы 185.8 KB
  Анатомическое строение желудка Две стенки передняя и задняя которые переходят одна в другую образуя на краях малую и большую кривизну. Кардиальное отверстие место впадения пищевода в желудок пилорическое отверстие место перехода желудка в 12ти перстную кишку. Кардиальная часть желудка состоит из дна свода и тела и выполняет пищеприемную и перерабатывающую функции задерживая перемешивая обезвреживая и гидролизуя продукты питания. Анатомическая граница между пищеприемным кардиальным отделом и эвакуаторным пилорическим каналом...
76811. Тонкая кишка 186.47 KB
  Начало тонкой кишки лежит у правого края ХII грудного или I поясничного позвонков конец в правой подвздошной яме большого таза. Отделы тонкой кишки: 12перстная duodenum тощая jejunum подвздошная ileum последовательно переходят один в другой. Общая длина всей тонкой кишки 2244 м поперечник у начала т. Просвет кишки плавно сужается от ее начала и до конца что способствует более длительному пребыванию пищевой кашицы в ее полости.