28546

О возможности реализации абсолютной секретности в постановке Шеннона

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

А это в свою очередь может повлиять на выбор противником своих действий и таким образом совершенной секретности не получится. Следовательно приведенное определение неизбежным образом следует из нашего интуитивного представления о совершенной секретности. Для совершенной секретности системы величины PEM и PM должны быть равны для всех E и M.

Русский

2013-08-20

58.5 KB

1 чел.

О возможности реализации абсолютной секретности в постановке Шеннона

 Необходимое и достаточное условие для свершенной секретности состоит в том, что

 PM(E) = P(E),

для всех М и Е, т.е. РМ(Е) не должно зависеть от М,

Где:   PM(E) –  условная вероятность криптограмм Е при условии, что выбрано сообщение М, т.е. сумма вероятностей всех тех ключей, которые переводят сообщение М в криптограмму Е;

 P(E) – вероятность получения криптограммы Е.

 Доказательство этой теоремы приводит к получению следующих условий:

Для любого сообщения М должен существовать по крайней мере один ключ, отображающий данное М в любое из Е, поэтому число различных ключей не меньше числа сообщений М .

Естественным является построение совершенно секретной системы, в которой число криптограмм Е равно числу сообщений М, а также числу ключей, характеризующейся следующими основными свойствами:

каждое М связывается с каждым Е только одной линией в матрице переходов из М в Е (рис. 1);

все ключи равновероятны .  

10. Совершенная секретность (из архива)

Предположим, что имеется конечное число возможных сообщений M1,…,Mn с

априорными вероятностями P(M1),…,P(Mn) и что эти сообщения преобразуются в

возможные криптограммы E1,…,Em, так что E = TiM.

После того как шифровальщик противника перехватил некоторую криптограмму E,

он может вычислить, по крайней мере в принципе, апостериорные вероятности различных

сообщений PE(M). Естественно определить совершенную секретность с помощью следу-

ющего условия: для всех E апостериорные вероятности равны априорным вероятностям

независимо от величины этих последних. В этом случае перехват сообщения не дает шифро-

вальщику противника никакой информации6. Теперь он не может корректировать никакие

свои действия в зависимости от информации, содержащейся в криптограмме, так как все

вероятности, относящиеся к содержанию криптограммы, не изменяются. С другой стороны,

если это условие равенства вероятностей не выполнено, то имеются такие случаи, в которых

для определенного ключа и определенных выборов сообщений апостериорные вероятности

противника отличаются от априорных. А это в свою очередь может повлиять на выбор

противником своих действий и, таким образом, совершенной секретности не получится.

Следовательно, приведенное определение неизбежным образом следует из нашего

интуитивного представления о совершенной секретности.

Необходимое и достаточное условие для того, чтобы система была совершенно

секретной, можно записать в следующем виде. По теореме Байеса

где

P(M) – априорная вероятность сообщения M;

PM(E) – условная вероятность криптограммы E при условии, что выбрано сообщение M,

т.е. сумма вероятностей всех тех ключей, которые переводят сообщение M в

криптограмму E;

P(E) – вероятность получения криптограммы E;

PE(M) – апостериорная вероятность сообщения M при условии, что перехвачена

криптограмма E.

Для совершенной секретности системы величины PE(M) и P(M) должны быть

равны для всех E и M. Следовательно, должно быть выполнено одно из равенств: или

P(M) = 0 [это решение должно быть отброшено, так как требуется, чтобы равенство

осуществлялось при любых значениях P(M)], или же

PM(E) = P(E)

для любых M и E. Наоборот, если PM(E) = P(E), то

PE(M) = P(M),

и система совершенно секретна. Таким образом, можно сформулировать следующее:

Теорема 6. Необходимое и достаточное условие для совершенной секретности состоит в

том, что

Основы теории К. Шеннона

Шеннон рассмотрел модель, в которой источник сообщений порождает открытый текст X. Источник ключей генерирует ключ Z. Шифратор преобразовывает открытый текст X с помощью ключа Я в шифртекст Y:
     Y=Tz(X)

Дешифратор, получив зашифрованное сообщение Y, выполняет обратную операцию:
     X=Tz(-1)(Y)

Модель секретной системы К. Шеннона приведена на рис.1.


pис.1. Модель К.Шеннона.

Задачей криптоаналитика противника является получение открытого текста и ключа на основе анализа шифртекста. Шеннон рассмотрел вопросы теоретической и практической секретности.

Для определения теоретической секретности Шеннон сформулировал следующие вопросы.

  1.  Насколько устойчива система, если криптоаналитик противника не ограничен временем и обладает всеми необходимыми средствами для анализа криптограмм?
  2.  Имеет ли криптограмма единственное решение?
  3.  Какой объем шифртекста необходимо перехватить криптоаналитику, чтобы решение стало единственным?

Для ответа на эти вопросы Шеннон ввел понятие совершенной секретности с помощью следующего условия: для всех Y апостериорные вероятности равны априорным вероятностям, то есть перехват зашифрованного сообщения не дает криптоаналитику противника никакой информации. По теореме Бейеса
     Py(X)=P(X)Px(Y)/P(Y)
где P(X) - априорная вероятность сообщения Х;
Рx(Y)- условная вероятность криптограммы Y при условии, что выбрано сообщение X, то есть сумма вероятностей всех тех ключей, которые переводят сообщение X в криптограмму Y;
P(Y) - вероятность получения криптограммы Y;
Рy(Х)- апостериорная вероятность сообщения X при условии, что перехвачена криптограмма Y.

Для совершенной секретности величины Рy(Х) и Р(Х) должны быть равны для любых X и Y.

Теорема 1. Необходимое и достаточное условие для совершенной секретности состоит в том, что Рy(X)=P(X) для всех X и Y, то есть Px(Y) не должно зависеть от X.

Секретная система включает в себя два статистических выбора: выбор сообщения и выбор ключа

Методы кpиптогpафического закpытия данных

Шифpование 

Кодиpование 

Дpугие виды 

замена (подстановка)

смысловое

сжатие

перестановка

символьное

расширение

аналитические преобразования

комбинированное

рассечение- разнесение

комбинированные методы

.

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57725. Квадратні рівняння 151 KB
  Мета: узагальнити та систематизувати знання учнів про квадратні рівняння; продовжувати формувати вміння та навички розв’язувати квадратні рівняння; розвивати творчі здібності учнів шляхом розв’язування рівнянь різними способами...
57726. Квантовая физика с помощью компьютера. Обработка табличных величин 1.42 MB
  Названия химических элементов текстовая информация: барий вольфрам рубидий. Программы должна дать ответы на вопросы: Какой из химических элементов имеет большую работу выхода электронов...
57727. Landschaften (Ландшафти) 52.5 KB
  Мета: вчити нові слова, тренувати їх вживання у мовленні та в тексті. Виконувати тренувальні вправи на закріплення нової лексики. Повторити Positiv, Komparativ, Superlativ – ступені порівняння, виконувати тренувальні вправи на їх використання.
57728. Листок – бічний орган пагона 55 KB
  Мета: розширити і поглибити знання учнів про будову листка; з’ясувати особливості будови листка в зв’язку з його функціями; формувати вміння встановлювати взаємозв’язок між будовою листка і його функціями...
57729. Літосфера. Внутрішня будова Землі 68.5 KB
  Мета: сформувати в учнів первинні знання про внутрішню будову Землі способи вивчення земних глибин; розвивати вміння учнів працювати зі схемами атласу підручника; виявляти на основі схем відмінності між океанічною і материковою земною корою...
57730. Решение логарифмических уравнений различными способами 445 KB
  Цель: Формировать умения и навыки решать логарифмические уравнения различными способами. Развивать социальную компетентность: учить детей высказывать собственную точку зрения, выслушивать точку зрения товарища...
57731. Урок – гра. Різноманітність молюсків 273 KB
  Мета: Освітня: систематизувати і узагальнити знання про будову та особливості процесів життєдіяльності молюсків; закріпити поняття: мантіямантійна порожнина; повторитияк утворюється черепашка та перлини...
57732. Формули скороченого множення. Метали 709 KB
  Мета уроку: Використовуючи нестандартну форму проведення уроку, перевірити якість знань і вмінь учнів з вивчених тем; зацікавити математикою, хімією, встановлюючи зв’язки між предметами і українським фольклором...
57733. Додавання і віднімання у межах 20 53.5 KB
  МЕТА. Закріпити вміння додавати і віднімати числа у межах 20; розвивати логічне мислення, обчислювальні вміння, самостійність; створити ситуацію пошуку істини, співпереживання; виховувати цікавість та інтерес до математики, бережливе ставлення до природи.