Файл: Опорный конспект.doc

7 Шифрування методом гамірування

Під гаміруванням розуміють процес накладання за певним законом гами шифру на відкриті дані. Гама шифру - псевдовипадкова послідовність, створена згідно з заданим алгоритмом для зашифрування відкритих даних і розшифрування зашифрованих даних.

Процес зашифрування полягає в генерації гами шифру і накладанні отриманої гами на вихідний відкритий текст зворотним чином, наприклад, з використанням операції додавання за модулем 2.

Слід зазначити, що перед зашифруванням відкриті дані розбивають на блоки однакової довжини, як правило, по 64 бітів. Гама шифру генерується у вигляді послідовності блоків аналогічної довжини.

Рівняння зашифрування можна записати у вигляді

, (3.8)

де

1 i  m, m – кількість блоків відкритого тексту;

– i-й блок шифротексту;

– i-й блок гами шифру;

– i-й блок відкритого тексту.

Процес розшифрування зводиться до повторної генерації гами шифру та накладенню цієї гами на зашифровані дані. Рівняння розшифрування має вигляд

. (3.9)

Одержаний таким методом шифротекст досить важкий для розкриття, оскільки тепер ключ є змінним. По суті гама шифру повинна випадково змінюватися для кожного блоку, що зашифровується. Якщо період гами перевищує довжину всього тексту, що зашифровується, і зловмисникові невідома ніяка частина вихідного тексту, то такий шифр можна розкрити тільки прямим перебором усіх варіантів ключа. У цьому випадку криптостійкість шифру визначається довжиною ключа.

Розглянемо приклад. Для ілюстрації шифрування тексту методом гамірування візьмемо двійкові коди символів відкритого тексту M та як гаму G – випадкову послідовність двійкових кодів.

Нехай маємо відкритий текст M=«SMAIL» і гаму

G={1010011, 1010100, 1000111, 1010111} – випадкову послідовність бітів.

Поставимо у відповідність кожному символу відкритого тексту його ASCII код, а потім переведемо у двійкову систему числення

Виконаємо шифрування

У результаті одержали шифротекст C=«2^klY», що відповідає відкритому тексту M=«SMAIL».

Задачі

1. За допомогою шифру Віженера виконати шифрування відкритого тексту M з ключем Key

М = «НІЖНО ВПЛІТАЄТЬСЯ В ГОМІН ДНІПРА

ДОБРЕ І ЩИРЕ ШЕВЧЕНКІВСЬЕ СЛОВО»

Key=«СКОМАРОВСЬКИЙ».

2. Виконати розшифрування шифротексту С (ключове слово – «EMPIRE»). При розшифруванні врахувати, що алфавіт містить пробіл, за яким ідують символи латинського алфавіту

C = «MRPPI FGOUM RYMAH NRYMD UNRWZ OANJE FTIZNI MIQWR EQUNG EIALW RNSMX RJEUA STWYE NCMRY MRCIZ JEEIC XKJQP QXEBD LBJYM LRKME TGJJX EEDIK MFFPB ZJEZD WWCEI DCCIE DBRKF YAIFZ Y».

3. Виконати криптоаналіз шифротексту С, якщо відомо, що шифрування відбувалося за допомогою шифру Віженера

C =«ORIOM GKRIE MXSIX CISIG XEJSK ZRXJK SGWBZ GLRIM XSLUN LPXQM AUSVX MREEA KMBTJ SDAWS JKLME WLYXM NZLDA EQLQT FTCML XSONO FMKRI EMXJR IUXST MVUQX SONEA XXIEM XSSRC XLSNW PELRI XFYLX DALTY SFQUX SOAPE HXDR I».

Список літератури

22. Усатенко Т.М. Криптологія: Навчальний посібник. – Суми: Вид-во СумДУ, 2008. – 164 с.

23. Шнайдер Брюс. Прикладная криптология. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. – М.: Издательство ТРИУМФ, 2002

24. Столлингс Вильям. Криптография и защита сетей: принципы и практика /Пер. с англ – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001.

25. Иванов М.А. Криптографические методы защиты информации в компьютерных системах и сетях. – М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001.

26. Брассар Ж. Современная криптология / Пер с англ. – М.: Полимед, 1999.

27. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. –М.: ABF, 1996.

28. Введение в криптографию /Под общей ред. В.В. Ященко. – СПб.: Питер, 2001.

Традиційні симетричні криптосистеми

Блочні шифри План

1 Алгоритм des

Блочні шифри

Характерною особливістю блочних криптоалгоритмів є той факт, що в процесі своєї роботи вони проводять перетворення блоку вхідної інформації фіксованої довжини і одержують результуючий блок того самого об'єму, але недоступний для прочитання стороннім особам, які не володіють ключем шифрування. Таким чином, схему роботи блокового шифру можна описати функціями:

,

.

Ключ є параметром блокового криптоалгоритму і являє собою деякий блок двійкової інформації фіксованого розміру. Початковий і зашифрований блоки даних також мають однакову фіксовану розрядність, але необов'язково таку, що дорівнює довжині ключа.

Блокові шифри є основою, на якій реалізовані практично всі криптосистеми. Методика створення ланцюжків із зашифрованих блоковими алгоритмами байтів дозволяє шифрувати ними пакети інформації необмеженої довжини. Така властивість блокових шифрів, як швидкість роботи, використовується асиметричними криптоалгоритмами, повільними за своєю природою. Відсутність статистичної кореляції між бітами вихідного потоку блокового шифру використовується для обчислення контрольних сум пакетів даних і в хешуванні паролів.

Криптоалгоритм іменується ідеально стійким, якщо прочитати зашифрований блок даних можна тільки перебравши всі можливі ключі, до тих пір, поки повідомлення не виявиться осмисленим. Оскільки за теорією вірогідності шуканий ключ буде знайдений з вірогідністю 0,5 після перебору половини всіх ключів, то на злом ідеально стійкого криптоалгоритму з ключем довжини буде потрібно в середньому перевірка. Таким чином, в загальному випадку стійкість блокового шифру залежить тільки від довжини ключа і зростає експоненціально з її зростанням. Окрім цієї умови до ідеально стійких криптоалгоритмів застосовується ще одна дуже важлива вимога, якій вони повинні обов'язково відповідати. При відомих початковому і зашифрованому значеннях блоку ключ, яким проведене це перетворення, можна дізнатися також тільки повним перебором. Ситуації, в яких сторонньому спостерігачу відома частина початкового тексту зустрічаються повсюди. Це можуть бути стандартні написи в електронних бланках, фіксовані заголовки форматів файлів, що досить часто трапляються в тексті довгі слова або послідовності байтів. У світлі цієї проблеми описана вище вимога не є надмірною і також строго виконується стійкими криптоалгоритмами, як і перша.

Таким чином, на функцію стійкого блочного шифру накладаються такі умови:

1. Функція повинна бути зворотною.

2. Не повинно існувати інших методів прочитання повідомлення по відомому блоку , окрім як повним перебором ключів .

3. Не повинно існувати інших методів визначення яким ключем було проведене перетворення відомого повідомлення в повідомлення , окрім як повним перебором ключів.