Файл: Контрольная работа Вариант 1 Обзор развития криптографической защиты информации Фамилия Чудинов.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Дисциплина: Основы защиты информации в телекоммуникационных системах

Контрольная работа

Вариант 1

Обзор развития криптографической защиты информации


Фамилия:___Чудинов____

Имя:___Кирилл____

Отчество:_Витальевич__

Группа №:____РБ-11з______

Проверил:______________

Санкт-Петербург

2023

Введение

Криптография является методологической основой современных систем обеспечения безопасности информации в компьютерных системах и сетях.

Криптография - наука о методах обеспечения конфиденциальности и аутентичности информации. Изначально криптография изучала методы шифрования информации - обратимого преобразования открытого текста на основе секретного алгоритма или ключа в шифрованный текст. Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи, хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию. Криптография не занимается: защитой от обмана, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных.

Основным достоинством криптографических методов является то, что они обеспечивают высокую гарантированную стойкость защиты, которую можно рассчитать и выразить в числовой форме.

---

К числу основных недостатков криптографических методов следует отнести:

- значительные затраты ресурсов (времени, производительности процессоров) на выполнение криптографических преобразований информации;

- трудности совместного использования зашифрованной (подписанной) информации, связанные с управлением ключами;

- высокие требования к сохранности секретных ключей и защиты открытых ключей от подмены.

- цифровой сертификат ключ криптография шифрование.

1. 
   Охарактеризовать основные этапы развития криптографии в XX в.
   

Развитие криптографии в XX веке было стремительным, но неравномерным. Анализ истории ее развития как специфической области человеческой деятельности выделяет три основных периода:

Начальный, имевший дело лишь с ручными шифрами, начавшийся в седой древности, закончился лишь в конце тридцатых годов XX века. Криптография за это время прошла длинный путь от магического искусства древних жрецов до будничной прикладной профессии чиновников секретных ведомств.

Следующий период отмечен созданием и широким внедрением в практику сначала механических, потом электромеханических и, наконец, электронных устройств шифрования, созданием сетей засекреченной связи. Его началом можно считать применение телеграфных шифровальных машин, использующих длинный одноразовый ключ. Длится он по наши дни. Однако к середине семидесятых годов было достигнуто положение, когда повышение стойкости шифров отошло на второй план. С развитием разветвленных коммерческих сетей связи, электронной почты и глобальных информационных систем самой главными стали проблемы распределения секретных ключей и подтверждения авторства.

Началом третьего периода развития криптологии обычно считают 1976 год, когда американские математики Диффи и Хеллман предложили принципиально новый вид организации засекреченной связи без предварительного снабжения абонентов секретными ключами, так называемое шифрование с открытым ключом. В результате стали появляться криптографические системы, основанные на подходе, сформулированном еще в сороковых годах Шенноном. Он предложил строить шифр таким способом, чтобы его раскрытие было эквивалентно решению математической задачи, требующей выполнения объемов вычислений, превосходящих возможности современных ЭВМ.

---

Новый период развития криптографии характеризуется появлением полностью автоматизированных систем шифрованной связи, в которых каждый пользователь имеет свой индивидуальный пароль для подтверждения подлинности, хранит его, к примеру на магнитной карте, и предъявляет при входе в систему, а весь остальной процесс проведения секретной связи происходит автоматически.

2. 
   Виды и описания исторических шрифтов
   

Симметричные

К симметричным методам шифрования текста относятся системы шифрования с применением заранее разработанного ключа. Его должны знать только лица, ведущие между собой закрытую переписку.  Для оперативного преобразования полученной информации ключ должен быть уже на руках или указан в самом сообщении.

В результате пользователям сначала требуется получить сам исходный код ключа, а после приступить с его помощью к расшифровке полученного сообщения. Действие по созданию кодированного сообщения для отправителя производятся в обратном порядке. Сначала формируется по алгоритму ключ. Далее оформляется письмо по выбранному способу шифровки.

Ассиметричные

Различие с симметричным методом шифрования заключается в ключах. Метод кодирования производится при помощи открытого кода. Он предоставляется в свободном доступе.

Для раскодирования сообщения потребуется второй ключ. Он закрытый и знают его только участники переписки. Метод часто применяется в мессенджерах и почтовых службах. Раскодировать информацию без закрытого кода не выйдет. Его формируют переговорщики.

Группы шифрования

Типы кодирования информации разделяются на алгоритмы и способы. Все они состоят из трех больших групп:

- замена;

- перестановка;

- комбинирование.

В эти группы входят более мелкие подвиды. Всего известно более двадцати разновидностей кодирования данных. Применяется каждое направление для развлечения или защиты сообщений. На основании представленных способов применяя уже разработанный алгоритм, есть возможность создать собственный тип шифрования.

Шифры замены

Метод кодирования не изменяет написанный текст по последовательности. При использовании ключа меняются полностью буквенные и числовые значения.

В эту группу шифрования входят три типа кодирования:

- моноалфавитный;

- биграммный;

- полиалфавитный.

Замены происходят по заранее установленным согласно алгоритму и методу правилам. Кодироваться может как цифровая, так и буквенная информация.

---

Моноалфавитные шифры

В этом методе кодирования символ меняется на другой. Дополнительно могут изменяться группы на равное количество букв или цифр. Способ легко читаем даже без наличия сформированного ключа. Для раскодировки потребуется провести частотный анализ.

Для этого считается количество символов в зашифрованном тексте. Далее эти числа делятся на количество букв в алфавите, используемом при кодировании. В конце полученная частотность каждой буквы сравнивается с эталонной.

На основе представленного метода используются девять распространённых методов шифрования букв, о которых речь пойдёт дальше. Для раскодировки без ключа, составляется таблица по частотности ключей.

Случайный код

Комбинация, используемая в методе случайных перетасовок, позволяет составить таблицу для замены каждого символа в хаотичном порядке. Удобным способ будет для кодирования коротких сообщений.

При помощи составленной таблицы зашифровать 33 буквы русского алфавита можно 8.683317618811886*10 в 36 степени количеством вариантов. Для кодирования большого текстового файла потребуется много времени.

Атбаш

Изначально использовался метод иудеями для шифровки еврейского алфавита. Дословно название происходит от четырех букв:

- Алеф;

- Тав;

- Бет;

- Шин.

В названии кроется и способ кодировки. По порядку указанные символы строятся в следующем порядке – первая, последняя, вторая, предпоследняя. Используемое слово или фраза для кодирования замещается по указанному расположению каждого символа.

ROT1

Обозначение переводится с английской аббревиатуры как «передвинуть алфавит на одну букву вперёд». Способ встречается в детских ребусах. Кодировка распространяется только на слова и фразы. Для получения ответа достаточно в закодированном сообщении передвинуть каждую букву вперёд.

Шифр Цезаря

Шифр был назван в честь римского императора. Он изобрёл его для ведения тайной переписки со своими полководцами. Используется для скрытия сообщения описанный выше метод смещения. Отличие заключается в числе ходов. Кодируемая буква должна быть заменена на стоящую перед ней.

Квадрат Полибия

Разработчик метода кодирования Полибий, в честь которого был назван метод. Он жил в III веке до нашей эры и был греческим историком и полководцем. Шифр осуществляется по принципу шахматной доски.

---

Для зашифровки вписываем все буквы алфавита в квадрат, поделённый на клеточки или прямоугольник. Если букв больше чем ячеек, допускается внесение двух символов в одну клетку. Для кодирования берётся нужная буква и переносится на указанное число позиций в этой строке вниз или верх.

Каждое направление можно разделить на количество символов по координатам. При этом достаточно писать верхнюю и нижнюю. Для кодирования записывается пара чисел, означающая адресацию буквы в таблице.

Стихотворный шифр

Кодирование происходит по аналогичному принципу. Составляется квадрат, разделённый шагом на ячейки. В них вписываются строки стихотворения с переносом и отступом на каждую строку.

В случае если окончание строчки стиха не входит в квадрат, он убирается. Если место осталось, вносится следующая строка. Буквы Ё, Й, Х, Ш, Щ, Ъ, Э не участвуют в кодировании. Следует это учитывать при составлении сообщения в рифму. Количество строк по вертикали и по горизонтали в квадрате составляет 10Х10.

Рус Lat

Простой и быстрый способ кодирования информации при помощи клавиатуры. Её полотно будет считаться одновременно шифратором и дешифратором.

Для замены символа потребуется сменить раскладку и написать слово на другом языке. Далее, отмечая расположение каждой из букв, проводится обратная замена.

Литорея

Применялась в древнерусском письме. Делится на два типа:

• 
  простая;
  
• 
  мудрая.
  

В первом методе буквы Е и Ё объединяются. Оставшиеся 32 символа разделяют на 2 группы по 16 штук. В них проводится замещение верхней буквы на нижнюю и наоборот.

Второй способ включает себя арифметическое действие. Шифруются только гласные либо согласные буквы. Они имеют свой номер. Получить таблицу шифрования координат возможно разгадав арифметический пример.

Шифрование биграммами

Алгоритм использует метод шифрования по принципу двойного квадрата. Для этого применяются по две пары букв. Согласно системе координат рассчитываются значения каждого кодируемого слога.

В зависимости от метода устанавливаются правила кодирования. При использовании группы букв определяется их положение и варианты смещения равные количеству ячеек в каждом квадрате.

Шифр Плейфера

Для использования потребуется составить таблицу 5Х5 ячеек для латинского алфавита либо 6Х6 для русского. Заполняется и кодируется информация при помощи ручного, симметричного ввода каждой пары буквы по свободным квадратам в таблице.

---