35874

Сущность криптографического преобразования информации

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Шифрование данных – процесс преобразования открытого сообщения в закрытое сообщение шифротекст криптограмму при помощи шифра и шифратора. Дешифрование данных – процесс преобразования закрытого сообщения в открытое сообщение при помощи шифра и дешифратора. Криптостойкость характеризует количество возможных вариантов сообщения которые нужно получить из зашифрованного сообщения чтобы раскрыть смысл зашифрованного сообщения. Это связано с тем что блоки сообщения шифруются независимо друг от друга одним и тем же ключом поэтому...

Русский

2013-09-20

150 KB

10 чел.

Вопрос 9.33

  1.  Сущность криптографического преобразования информации.

Ответ

Сущность криптографического преобразования информации

Криптографическое преобразование информации – это метод защиты информации, основанный на использовании методов сокрытия смысла защищаемой информации, т.е. преобразовании информации к виду, бесполезному для нарушителя. Сущность криптографического преобразования заключается в том, что лицо, владеющее некоторой секретной информацией, может очень быстро восстановить смысл информации, подвергнутой криптографическому преобразованию. В то же время лицу, не владеющему такой секретной информацией, для восстановления смысла информации потребуется время, значительно большее, чем время жизни информации. В отличие от других методов защиты, криптографическое преобразование информации на носителе обеспечивает ее защиту в случае перехвата или хищения носителя. Защита информации при помощи криптографических методов составляет предмет криптологии.

Сообщение, текст которого необходимо сделать  непонятным  для посторонних лиц, будем  называть открытым сообщением.

Сообщение, смысл которого непонятен для посторонних лиц, называется закрытым сообщением.

Шифрование данных – процесс преобразования открытого  сообщения  в закрытое сообщение (шифротекст, криптограмму) при помощи  шифра и шифратора. Иногда этот процесс называют  закрытием данных.

Дешифрование данных – процесс преобразования закрытого сообщения в открытое сообщение при помощи  шифра и дешифратора.

Процесс преобразования закрытых  данных  в открытые данные без применения шифра и дешифратора называют  раскрытием данных. Раскрытие данных составляет предмет криптоанализа.

Шифр – совокупность множества обратимых преобразований множества открытых данных во множество закрытых данных, заданных алгоритмом криптографического преобразования.

 Ключ –  конкретное состояние некоторых параметров алгоритмов криптографических преобразований, обеспечивающее выбор одного конкретного преобразования из совокупности возможных для данного алгоритма при известном алгоритме шифрования.

Канал связи, в который сообщение поступает в том же виде, в котором оно была сформировано отправителем, называется открытым каналом связи. Если до передаче в канал связи сообщение шифруется, такой канал связи называется закрытым.

Криптографическое преобразование информации можно представить в виде схемы (рисунок 1). Шифратор и дешифратор могут быть реализованы как программно, так и аппаратно.

Криптографическое преобразование информации является наиболее эффективным средством защиты информации от НСД при соблюдении следующих условий:

– криптографический алгоритм достаточно эффективен, т.е. не позволяет раскрыть закрытые данные без знания ключа за разумное время;

– нарушителю не доступен ключ и исходный текст.

 Криптографической системой (криптосистемой) называется совокупность криптографических алгоритмов и правил формирования и распространения ключей.

Важнейшей характеристикой криптографической системы является криптостойкость – стойкость шифра к раскрытию (взлому) нарушителем без знания ключа. Криптостойкость   характеризует количество возможных вариантов сообщения, которые нужно получить из  зашифрованного сообщения, чтобы раскрыть смысл зашифрованного сообщения.

Известные криптосистемы можно разделить на три  типа:

– симметричные криптосистемы;

– несимметричные криптосистемы;

– гибридные криптосистемы.

В симметричных криптосистемах для шифрования и дешифрования используется один и тот же секретный ключ. В несимметричных криптосистемах для шифрования и дешифрования используются различные  ключи, один из которых не может быть получен из другого.

В гибридных криптосистемах шифрование и дешифрование сообщений осуществляется при помощи симметричных криптосистем, а шифрование ключей для симметричных криптосистем осуществляется при помощи несимметричных криптосистем или криптопротоколов, не использующих общего секретного ключа.

 


Вопрос 9.34

  1.  Режим простой замены криптоалгоритма ГОСТ 28147 – 89.

Ответ

Режим простой замены

Режим простой замены является базовым для трех остальных режимов. Отдельно как режим он, в соответствии с ГОСТ 28147-89, используется только для шифрования ключевых сообщений. Это связано с тем, что блоки сообщения шифруются независимо друг от друга одним и тем же ключом, поэтому одинаковые блоки открытого сообщения преобразуются в одинаковые блоки зашифрованного сообщения, что облегчает криптоанализ. В правильно сформированных ключевых сообщениях не встречаются одинаковые блоки и даже группы из нескольких символов. В случае изменения хотя бы 1 бита в блоке зашифрованного сообщения при расшифровании открытый блок изменяется непредсказуемым образом. Это связано с тем, что блок сообщения является параметром криптофункции, а при любом изменении параметра криптофункции результат меняется непредсказуемым образом. Схема режима при шифровании и дешифровании сообщения приведены на рисунке 1  и рисунке 2. Предполагается, что сообщение P предварительно разбито на целое число блоков n по 64 бита каждый.

   

 

Рисунок 1   –  Схема режима простой замены при шифровании сообщения

   

 

Рисунок 2  –  Схема режима простой замены при расшифровании сообщения


Вопрос 9.35

  1.  Режим гаммирования криптоалгоритма ГОСТ 28147 – 89.

Ответ

 1.2.2  Режим простого гаммирования

Режим простого гаммирования в соответствии с ГОСТ 28147-89 используется для шифрования любых сообщений, в том числе с длиной, не кратной 64 битам. Это связано с тем, что блоки сообщения шифруются друг от друга одним и тем же ключом, но с использованием различных псевдослучайных последовательностей, называемых гамма шифра, поэтому одинаковые блоки открытого сообщения преобразуются в различные блоки зашифрованного сообщения, что затрудняет криптоанализ. В случае изменения хотя бы 1 бита в блоке зашифрованного сообщения при расшифровании изменяется на противоположное значение тот же самый бит в открытом блоке. Это связано с тем, что блок сообщения не является параметром криптофункции, а результат получается путем суммирования по модулю 2 блока сообщения и блока гаммы шифра, а, как известно, операция «сумма по модулю 2» выполняется для каждого бита независимо. Для выработки гаммы шифра для первого блока сообщения () используется синхропосылка (стартовый вектор) длиной 64 бита и секретный ключ. Последующие блоки гаммы шифра вырабатываются на основе предыдущего блока гаммы шифра и секретного ключа, что обеспечивает их неповторяемость и непредсказуемость. Таким образом, результат преобразования каждого последующего блока зависит от действий, выполняемых при преобразовании текущего блока. Данный режим называют режимом сцепления по ключу. Следует заметить, что гамма шифра при шифровании и расшифровании для каждого блока вычисляется на основе одних и тех же данных (соответственно получается одинаковой для каждого i-го блока, но различной для различных блоков), что обеспечивает обратимость преобразований при использовании операции «сумма по модулю 2».

Схема режима при шифровании и дешифровании сообщения приведена на рисунке 1 и рисунке 2. Предполагается, что сообщение P предварительно разбито на целое число блоков n-1 по 64 бита каждый, а последний  n-й блок может иметь длину от 1 бита до 64 бит.

Рисунок 1   –  Схема режима простого гаммирования при шифровании сообщения

Рисунок 2   –  Схема режима простого гаммирования при расшифровании

сообщения


Вопрос 9.36

  1.  Режим гаммирования с обратной связью криптоалгоритма ГОСТ 28147 – 89.

Ответ

Режим гаммирования с обратной связью

Режим  гаммирования с обратной связью в соответствии с ГОСТ 28147-89 используется для шифрования любых сообщений, в том числе с длиной, не кратной 64 битам. Это связано с тем, что блоки сообщения шифруются друг от друга одним и тем же ключом, но с использованием различных псевдослучайных последовательностей, называемых гамма шифра, поэтому одинаковые блоки открытого сообщения преобразуются в различные блоки зашифрованного сообщения, что затрудняет криптоанализ. В случае изменения хотя бы 1 бита в блоке зашифрованного сообщения при расшифровании изменяется на противоположное значение тот же самый бит в открытом блоке, а также непредсказуемым образом изменяется следующий блок. Это связано с тем, что блок сообщения не является параметром криптофункции, а результат получается путем суммирования по модулю 2 блока сообщения и блока гаммы шифра, а, как известно, операция «сумма по модулю 2» выполняется для каждого бита независимо. Для выработки гаммы шифра для первого блока сообщения () используется синхропосылка (стартовый вектор) длиной 64 бита и секретный ключ. Последующие блоки гаммы шифра вырабатываются на основе предыдущего зашифрованного блока и секретного ключа, что обеспечивает их неповторяемость и непредсказуемость, а также зависимость от исходного сообщения. Таким образом, результат преобразования каждого последующего блока зависит от действий, выполняемых при преобразовании текущего блока. Данный режим называют режимом сцепления по шифру. Следует заметить, что гамма шифра при шифровании и расшифровании для каждого блока вычисляется на основе одних и тех же данных (соответственно получается одинаковой для каждого i-го блока, но различной для различных блоков), что обеспечивает обратимость преобразований при использовании операции «сумма по модулю 2».

Схема режима при шифровании и дешифровании сообщения приведена на рисунке   1 и рисунке 2. Предполагается, что сообщение P предварительно разбито на целое число блоков n-1 по 64 бита каждый, а последний  n-й блок может иметь длину от 1 бита до 64 бит.

Рисунок 1    –  Схема режима гаммирования с обратной связью при              шифровании сообщения  

Рисунок 2   –  Схема режима   гаммирования с обратной связью при             расшифровании сообщения  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34715. Валовой национальный продукт. Чистый национальный продукт и национальный доход 14.63 KB
  Однако существует еще один показатель – валовой национальный продукт ВНП. Выясним что представляет собой ВНП и чем он отличается от ВВП. Когда мы будем исчислять ВНП России то наоборот включим в общую сумму доходы созданные за пределами России. долларов созданы иностранным капиталом на территории нашей страны а значит включаются в ВВП России а в ВНП – нет.
34716. Государственный бюджет. Номинальный и реальный валовой внутренний продукт 17.59 KB
  Валовой внутренний продукт ВВП – это общая стоимость или сумма рыночных цен всех конечных товаров и услуг произведенных в данной стране в течение года. Показатель номинального ВВП зависит и от количества производимых в стране товаров и услуг и от уровня цен на них. Следовательно если ВВП произведенный в разные годы выражать в ценах того года в который он производился то в одном году его объем будет выражен в одних ценах в другом году – в других. Поэтому номинальный ВВП не может служить для оценки роста или сокращения реального...
34717. Теория Маслоу. Виды благ. Факторы производства. Безграничность потребностей и ограниченность ресурсов 32.36 KB
  Он выделял пять групп потребностей: физиологические потребности в пище воде одежде жилье отдыхе воспроизведении рода; потребности в безопасности защита от преступников и внешних врагов защита от нищеты и помощь при болезнях комфорт постоянство условий жизни; социальные потребности в любви дружбе общении с людьми; потребности в уважении со стороны других людей и самоуважении достижение успеха служебный рост; потребности в самореализации реализация своих целей способностей развитие собственной личности. По...
34718. История развития метрологии в России 23.6 KB
  Метрология в древнем мире и в средние векаПотребность в измерениях возникла в незапамятные времена.Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека.Древнее происхождение имеют и естественные меры. Первыми из них получившими повсеместное распространение стали меры времени.
34719. Античная система мер и весов 20.09 KB
  Первоначально видимо возникли меры длины. Меры длины палец 185 см 1 12 целого 246 см ладонь 739 см ступня 2962 см локоть 463 см двойной шаг 148 м день пути 28 725 м Меры площади югер 25233 м 10 000 квадратных футов 876 м арура 50 квадратных футов 438 м Меры объёма Котила античная единица измерения ёмкости равная 0275 литра. Хус античная единица измерения ёмкости равная 324 литра Меры объёма сыпучих тел медимн четверик 525 л модий четверик 874 л Меры объёма жидких тел метрет...
34720. Основные особенности развития системы мер в средневековой Западной Европе 19.29 KB
  Характерной чертой ее было понятие целого s базовой единицы измерения. Такой принцип унифицировал способы измерения облегчал установление соответствий между линейными квадратными и кубическими мерами. Для измерения больших земельных массивов применялись такие меры как центурии 200 югеров 50377 га и сальтус 4 центурии или 2015 га. Меры измерения объема жидких и сыпучих тел исчислялись несколько поиному.
34721. Меры веса и объема Древнерусского государства 15.12 KB
  Меры веса были очень разнообразны т. Равнялся 10 пудам1638 кг Пуд был наиболее ходовой мерой и равнялся 1638 кг Гривна употреблялась и как мера веса и как денежная единицаслиток серебра весом 400г Гривна весоваяпримерно 40 г серебра Меры объёма: основная мера объёма жидкостей была ведро= 1 40 бочки=10 кружек. Бочка как мера жидкостей применялась в основном в процессе торговли с иностранцами которым запрещалось вести розничную торговлю вином на малые меры.
34722. Измерение длины, расстояния и площади Древнерусского государства 15.32 KB
  существовало 3 вида сажени: Простаярасстояние по прямой между большими пальцами вытянутых в стороны рук=152см Маховаярасстояние по прямой между средними пальцами вытянутых в стороны рук=176см Косаярасстояние от ступни до конца пальцев противоположной руки вытянутой по диагонали. Следующей мерой длины был локотьрасстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца4751см или одна треть сажени.это расстояние между концами вытянутых пальцев по прямой 1 8 сажени. Пядь малая 1819смрасстояние между большим пальцем и...
34723. Денежная система Древнерусского государства 15.01 KB
  происходит дальнейшее усложнение денежной системы. общерусская денежновесовая система как бы разделилась на две местные системы северную и южную. В основу северной системы была положена норма веса принятая в торговле с Западной Европой. Гривна этой системы равнялась 5119 г серебра и являлась древнейшим элементом возникше.